'낸드냐 D램이냐' 삼성電, P4 설비투자 전략 고심...QLC에 달렸다

P4 Ph1 주력 제품 V9 낸드, QLC 양산승인 나와야 투자 확실

삼성전자가 최선단 메모리 투자 방향을 두고 고심하고 있다. 데이터센터·스마트폰 등에서 수요가 강한 9세대 'QLC(쿼드 레벨 셀)' 낸드용 설비 투자 계획이 불투명해졌기 때문이다. 이에 삼성전자 내부에서는 낸드가 아닌 D램향 투자를 늘리는 방안까지 거론되고 있다. 

26일 업계에 따르면 삼성전자는 평택캠퍼스 반도체 제4공장(P4)의 향후 투자 방향을 두고 여러 전략을 검토하고 있다.

삼성전자 평택캠퍼스 조감도(사진=삼성전자)

P4는 지난 2022년부터 착공에 들어간 삼성전자의 신규 팹이다. 기존 P3와 동일하게 D램·낸드 등 메모리, 파운드리를 동시에 생산하는 복합동으로 설계됐다. 세부 구축 순서에 따라 페이즈(Ph)1은 낸드, 페이즈2는 파운드리, 페이즈3·4는 D램 제조라인에 해당한다.

그러나 올해 상반기에 들어 P4 투자 계획에 변동이 생겼다. 삼성전자가 7나노미터(nm) 이하의 대형 파운드리 고객사 확보에 부침을 겪으면서, 최선단 파운드리 공정 투자를 서둘러 진행할 필요가 없어졌기 때문이다. 이에 삼성전자는 페이즈2 대신 메모리 투자에 우선순위를 두기로 했다.

다만 이 계획마저도 현재로선 변동성이 상당히 큰 상황이다. 당초 삼성전자는 P4 페이즈1을 순수 낸드 제조라인으로 구성하려고 했으나, 최근 여기에서도 D램을 양산하자는 논의가 제기된 것으로 파악됐다.

가장 큰 원인은 P4 페이즈1의 주력 생산제품이 될 'V9' 낸드다. V9는 280단대로 추정되며, 삼성전자의 경우 지난 4월에 TLC(트리플 레벨 셀) 제품의 본격적인 양산에 들어갔다. TLC는 셀 하나에 3비트를 저장하는 구조를 뜻한다.

반면 최선단 낸드 시장은 TLC 대비 고용량 스토리지 구현에 용이한 QLC(셀 하나에 4비트 저장)에 대한 수요가 증가하는 추세다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 QLC가 올해 낸드 출하량에서 차지하는 비중은 20%에 육박할 것으로 관측된다. AI 서버는 물론, 모바일 시장에서도 QLC 제품 채택이 활발히 일어나고 있다.

삼성전자 역시 이 같은 추세에 맞춰 올 하반기 내로 QLC V9 낸드를 양산하겠다고 밝힌 바 있다. 그러나 이달 기준으로 QLC에 대한 PRA(양산승인)은 아직 떨어지지 않았다.

사안에 정통한 업계 관계자는 "삼성전자가 V9 양산 소식을 알리기 위해 TLC를 전면적으로 내세우긴 했으나, 실제 최선단 낸드 수요는 TLC가 아닌 QLC에 집중돼 있다"며 "삼성전자가 PRA가 확정되지 않은 이상 낸드에 당장 투자를 진행하기는 어렵다는 판단을 하고 있다"고 설명했다.

또 다른 관계자는 "구체적인 사유는 밝히지 않았지만, 삼성전자는 이전 세대인 V8에서도 QLC 낸드 출시를 취소한 바 있다"며 "급하게 QLC 낸드를 준비해야 하는 상황인 만큼 개발이 원활히 진행될 것이라고 장담하기 어렵다"고 평가했다.

실제로 삼성전자는 P4 페이즈1의 낸드 설비 투자를 현재까지 월 1만장 규모로만 확정했다. 물론 이를 내년 4만5천장 수준으로 키우기 위한 투자 전략을 내부적으로 수립한 상황이나, QLC V9 낸드가 적기에 양산승인을 받지 못한다면 D램에 자리를 뺏기는 상황을 맞게 될 수도 있다.

한편 이와는 별개로, 삼성전자의 P4 내 D램 생산능력이 당초 예상보다 확대될 가능성은 매우 높은 것으로 관측된다. QLC가 주요 변수로 작용하고 있는 페이즈1과 달리, 당초 파운드리 라인이었던 페이즈2는 D램으로의 전환 가능성이 더 높기 때문이다.

업계 관계자는 "D램은 범용 제품의 공급량 부족, HBM 활황 등으로 D램 증설에 대한 목소리가 높다"며 "현실화되는 경우 1a·1b 등 선단 D램의 생산능력이 확대될 수 있다"고 말했다.