삼성·SK하이닉스, AI 성장세에 '서버용 SSD' 기술 경쟁 맞불

트렌드포스 "공급 부족 지속"...SSD 연매출 전년比 4배 성장 전망

인공지능(AI) 시장의 급격한 성장에 따라 고대역폭메모리(HBM)에 이어 기업 서버용(엔터프라이즈) 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 경쟁이 치열해지고 있다. 서버용 SSD 수요는 올해를 기점으로 크게 증가하면서 공급부족 현상까지 일어났다.

향후 서버용 SSD 수요가 지속될 것으로 전망됨에 따라 삼성전자와 SK하이닉스는 차세대 낸드플래시와 서버용 SSD를 잇달아 내놓으며 시장 주도권을 확보한다는 목표다.

구글 벨기에 데이터센터(이미지=구글)

■ 삼성, QLC 290단 9세대 낸드 양산…SK하이닉스, 238단 4D 낸드 기반 서버용 SSD 개발

삼성전자는 이달 중순 서버용 SSD를 위한 '1Tb(테라비트) QLC(쿼드 레벨 셀) 9세대 V낸드'를 업계 최초로 양산했다. 이는 삼성전자가 지난 4월 290단 'TLC(트리플 레벨 셀) 9세대 V낸드'를 최초 양산한지 4개월 만의 성과다.

삼성 9세대 V낸드는 '채널 홀 에칭' 기술을 활용해 더블 스택 구조로 업계 최고 단수를 구현해냈다는 점에서 주목된다.

낸드플래시는 데이터 저장 단위인 셀을 몇 비트로 저장하는지에 따라 1개 셀에 1비트를 담으면 SLC(싱글레벨셀), 2비트를 담으면 MLC(멀티레벨셀), 3비트를 저장하면 TLC, 4비트는 QLC이다. QLC는 1개의 셀에 더 많은 정보를 저장하는 만큼 같은 면적에서도 더 큰 용량을 지원한다.

삼성전자 QLC 9세대 V낸드'(사진=삼성전자)

삼성 9세대 V낸드는 '디자인드 몰드' 기술로 전작 대비 데이터 보존 성능을 20% 높였고, 이전 세대 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선됐다. 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 약 30%, 50% 감소했다.

업계에 따르면 삼성전자는 내년 하반기 430단 10세대 V낸드를 양산하면서 400단대에 진입할 예정이다.

SK하이닉스 역시 서버 시장 경쟁력 확보를 위해 낸드 기술 개발에 주력하고 있다. SK하이닉스는 지난해 상반기 238단 TLC 낸드를 양산한데 이어 같은해 8월 ‘플래시 메모리 서밋(FMS) 2023’에서 세계 최고층 321단 TLC 4D 낸드 샘플을 공개했다.

아울러 SK하이닉스는 이달 중순 238단 4D 낸드 기반의 서버용 SSD 'PEB110 E1.S'(이하 PEB110)'를 개발했다고 밝혔다. 현재 글로벌 데이터센터 고객사와 진행 중인 PEB110 인증이 마무리되면, 내년 2분기부터 제품 양산을 시작해 시장에 공급할 계획이다. PEB110는 PCIe 5세대가 적용돼 데이터 전송 속도를 32GTs(초당 기가트랜스퍼)에 달하고, 이전 세대 대비 성능이 2배 향상됐고, 전력 효율도 30% 이상 개선됐다.

SK하이닉스는 내년 상반기 300단 이상의 낸드를 양산하고, 내년 하반기 400단 낸드 양산을 통해 AI 서버용 제품군을 확대한다는 계획이다.

■ 클라우드 업계, 서버용 SSD 수요 지속…삼성·SK, 연매출 4배 증가 전망

클라우드 업체들이 AI 스토리지 인프라에 적극적으로 투자하면서 서버용 SSD 수요는 상반기에 이어 하반기에도 지속될 전망이다.

19일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 서버용(엔터프라이즈) SSD 주문이 급증하고, 공급 부족이 일어나면서 올해 2분기 평균 서버용 SSD 가격이 전분기 대비 25% 이상 상승했고, SSD 공급업체의 매출이 50% 이상 증가했다.

3분기에도 서버용 SSD 공급 부족이 이어지면서 계약가격이 전분기 대비 15% 상승하고, 공급업체 수익은 약 20% 증가할 것으로 예상된다. 특히 하반기 엔비디아 신규 AI용 GPU 블랙웰 시리즈가 출시를 앞두면서 CSP(클라우드 서비스 제공사) 업체들이 서버용 SSD 구매를 계속 늘리고 있다.

SK하이닉스, 엔터프라이즈 SSD용 PEB110(사진=SK하이닉스 )

트렌드포스는 삼성전자는 PCIe 5.0 SSD 제품이 점진적으로 고객 검증을 통과하고 볼륨이 늘어나면서 3분기 SSD 매출이 전분기 보다 20% 이상 증가할 것으로 전망했다. SK하이닉스도 하반기 솔리다임의 용량 확장과 고용량 SSD 주문 증가로 매출 성장이 예상된다.

SK하이닉스는 지난 7월 말 2분기 컨퍼런스콜에서 "엔터프라이즈(서버용) SSD의 수요 성장과 함께 당사의 2분기 엔터프라이즈 SSD 매출액은 전 분기 대비 50% 가량 증가했고, 연간 엔터프라이즈 SSD 매출액은 작년에 비해 약 4배 가까이 성장할 것으로 기대하고 있다"고 말했다.

삼성전자도 7월 말 2분기 컨콜에서 "당사 서버용 SSD 매출은 평균판매가격(ASP) 개선과 출하량 증가, 프리미엄 제품 비중 확대에 힘입어 하반기에도 가파른 실적 개선이 이어지면서 전년 동기 대비 4배를 넘어서는 성장이 가능할 것으로 전망된다"고 밝혔다.

2분기 서버용 SSD 시장에서 삼성전자는 43.2% 점유율로 1위, SK하이닉스·솔리다임은 31.8% 점유율로 2위를 차지했다.