AI 메모리 패권을 둘러싼 보이지 않는 전쟁
중국이 메모리 칩 제조 분야에서 한국의 오랜 우위에 전례 없는 도전을 제기하면서 글로벌 반도체 산업의 역학이 크게 재편되고 있다. 수십 년 동안 한국의 거대 기업 삼성전자와 SK하이닉스는 미국 경쟁사 마이크론 테크놀로지와 함께 글로벌 D램 시장의 90% 이상을 장악하며 난공불락으로 보이는 기술력의 요새를 구축해 왔다. 그러나 수십억 달러의 국가 자본을 등에 업고 지정학적 긴박감을 동력으로 삼은 야심 찬 자국 기업의 등장으로 이러한 지배력이 가장 중대한 시험대에 올랐다.
목차
2016년 설립돼 10여 년이 지난 창신메모리테크놀로지(CXMT)는 메모리 부문에서 중국을 대표하는 기업으로 떠올랐다. 미미한 존재에서 출발해 글로벌 D램 시장점유율을 약 4~5%까지 빠르게 끌어올렸다. CXMT는 2025년 처음으로 흑자를 냈으며, 현재 상하이증권거래소에서 42억 달러 규모의 대형 기업공개(IPO)를 준비하고 있다. 이는 상업적 생존 가능성과 전략적 국가 중요성을 동시에 보여준다. 이러한 자금 조달 움직임은 메모리 칩이 인공지능 공급망의 핵심 병목으로 떠오른 가운데 워싱턴과 베이징 간 기술 경쟁이 심화하는 상황에서 이뤄지고 있다.
압박이 커지고 있지만 업계 전문가들은 특히 대규모 언어 모델 훈련과 첨단 AI 애플리케이션 구동에 필수적인 고대역폭메모리(HBM) 분야에서 한국의 기술 우위가 여전히 상당하다고 본다. 한국 반도체 기업들은 2020년 DDR5 메모리를 세계 최초로 상용화했으며, 현재 주요 AI 고객사에 5세대 HBM3E 제품을 공급하는 한편 차세대 HBM4 제품을 준비하고 있다. 분석가들은 한국이 표준 D램에서 약 2~3년, 더 복잡한 HBM 적층 기술에서 3~4년 앞서 있다고 추산한다.
국가 지원을 등에 업고 부상한 중국 메모리 대표 기업
CXMT의 도약은 세계 최대 규모의 반도체 보조금 프로그램 가운데 하나인 국가 주도 국가집적회로산업투자펀드, 통칭 ‘빅펀드’의 지원을 받았다. 누적 자본이 690조 위안(약 950억 달러)을 넘는 이 사업은 미국과의 기술 경쟁이 격화하는 가운데 반도체 자립을 이루려는 베이징의 의지를 보여준다. 2024년 출범한 빅펀드 3기는 공급망 전반의 강화와 함께 첨단 AI 칩 및 HBM 개발에 초점을 맞췄다.
역사적 기준으로 볼 때 CXMT의 기술 발전은 괄목할 만하다. 기업공개 설명서에 따르면 CXMT는 불과 몇 년 만에 초기 개발 단계에서 양산 단계로 넘어갔으며, 최근 PC와 서버, 모바일 기기용 DDR5 및 LPDDR5X 메모리 제품의 대량 생산을 발표했다. HBM 분야에서는 2024년 말 HBM2 양산을 시작했고, 2026년까지 HBM3급 제품, 2027년에는 HBM3E 제품 생산을 목표로 하고 있다. 이 일정대로라면 글로벌 선도 기업과의 격차를 3~4년으로 좁힐 수 있다.
테크인사이츠의 독립 분석에 따르면 CXMT는 현재 D1y 및 D1z 노드, 즉 약 17~13나노미터 공정에서 D램을 생산할 수 있다. DDR5 집적도는 글로벌 선도 기업들이 2021년에 선보인 제품과 비슷한 수준이다. CXMT는 HBM3E 생산에 필요한 15나노미터 미만 공정(D1α 및 D1β)을 개발 중인 것으로 알려졌다. 마이크론이 2021년 극자외선(EUV) 노광 장비 없이 D1α 공정에 도달한 전례를 따를 가능성도 있다.
상명대학교 시스템반도체공학과 이종환 교수는 중국의 전략적 목표가 당장의 상업적 성공을 넘어선다고 지적한다.
중국과의 기술 격차는 분명합니다. 하지만 중국의 궁극적 목표는 단기적인 수익성이 아닙니다. 중국의 반도체 야심은 AI와 군사 역량을 포함한 미국과의 경쟁에 직접 맞닿아 있습니다.
기술 격차의 실체
기술 격차의 구체적인 양상을 살펴보면 발전과 한계가 복합적으로 드러난다. 표준 D램 제조에서 한국을 비롯한 글로벌 선도 기업들은 1b와 1c로 불리는 10나노미터급 5세대 및 6세대 공정 노드에 진입해 집적도를 높이고 전력 효율을 개선했다. 중국 기업들은 현재 주로 1z 노드에서 생산하고 있다. 이는 20나노미터 미만 공정의 이전 세대로, 수율이 낮고 생산 비용이 더 높다.
이러한 공정 노드 격차는 한국 제조업체에 상당한 경쟁 우위로 이어진다. 1b 및 1c 노드에서 생산한 칩은 전력 소비를 줄이면서 성능을 높일 수 있고, 대량 생산 시 비용도 낮출 수 있다. 세대가 거듭될수록 이런 이점은 누적된다. 한국공학한림원은 이 격차를 약 2~3년으로 추산한다. 과거 관측됐던 10년가량의 격차에 비하면 줄어들었지만, 세대가 바뀔 때마다 효율이 크게 향상되는 업계에서 여전히 상당한 차이다.
NAND 플래시 메모리의 격차는 좁아 보이지만 여전히 뚜렷하다. 시장 선도 기업인 삼성전자와 SK하이닉스는 현재 업계 최고 수준인 286~321단 칩을 양산하고 있다. 양쯔메모리테크놀로지(YMTC)가 이끄는 중국 제조업체들은 232단 NAND 칩 생산에 속도를 내고 있다. 특히 YMTC는 일부 응용 분야에서 한국 경쟁사보다 앞선 것으로 평가되는 하이브리드 본딩 기술을 개발했다. 중국의 기술 발전이 고르지는 않지만 특정 기술 분야에서 실질적인 돌파구를 이뤄냈음을 보여주는 사례다.
한국의 우위가 가장 뚜렷한 고대역폭메모리 분야에서는 격차가 크게 벌어진다. HBM 생산은 성능과 전력 효율을 높이기 위해 실리콘 관통 전극(TSV)을 이용해 D램 칩을 수직으로 쌓는 고난도 공정을 거친다. 이 분야는 메모리 제조에서 진입 장벽이 가장 높은 영역으로 널리 평가된다. CXMT가 이 시장 진출 목표를 밝혔지만 한국 반도체 기업들은 이미 HBM3E를 대량 공급하고 HBM4 출시를 준비 중이다. 이러한 선도력은 공정 노드의 수치보다 AI 칩 설계 업체들과 수년간 긴밀히 협력하며 다듬어 온 적층 정밀도, 열 제어, 수율 안정성에 더 크게 좌우된다.
산업 스파이와 기술 비밀 보호
경쟁 압박은 지식재산권 보호를 둘러싼 극적인 법적 대립으로 나타났다. 2025년 12월 26일 한국 검찰은 삼성전자 전직 임원과 엔지니어를 포함한 10명을 CXMT에 첨단 10나노미터 D램 제조 기술을 유출한 혐의로 기소했다. 이 가운데 5명은 구속 상태이며 나머지 5명은 기소됐지만 보석으로 풀려났다. 한국 역사상 가장 중대한 산업스파이 사건 가운데 하나로 꼽힌다.
서울중앙지검에 따르면 피고인들은 삼성전자를 떠난 뒤 CXMT의 핵심 연구개발 직책을 맡았다. 수사관들은 퇴사한 연구원 한 명이 독점적인 D램 공정 정보를 수백 단계에 걸쳐 손으로 베껴 공정 순서와 장비 사양, 수율 최적화의 핵심 내용을 기록한 사실을 확인했다. 이 자필 메모는 삼성의 제조 공정을 CXMT에서 재현하고 응용하는 데 사용된 것으로 알려졌다. 이를 바탕으로 CXMT는 2023년 중국 최초의 18나노미터 D램 칩 생산 기업이 됐다.
검찰은 2024년 한 해에만 삼성전자의 매출 손실이 약 5조 원(35억6,000만 달러)에 이르며, 장기적인 피해는 수십조 원에 달할 수 있다고 추산했다. 수사 결과 CXMT는 협력업체를 통해 SK하이닉스의 D램 기술도 추가로 확보해 개발 일정을 더욱 앞당긴 것으로 드러났다. 기소된 인물들은 CXMT에서 삼성전자 재직 당시보다 3~5배 높은 연봉을 받는 것으로 알려졌으며, 연봉은 수십억 원에 이른다.
SK하이닉스에서 26년간 D램 사업을 총괄했던 동아대학교 심대용 교수는 자본만으로는 기술 장벽을 넘을 수 없다고 강조한다.
반도체 사업은 돈만으로 숙달할 수 있는 분야가 아닙니다. 업계의 빠른 세대교체로 기존 기술은 정점을 지난 뒤 빠르게 경쟁력을 잃습니다. 따라서 저가형 부문에서 우위를 점하더라도 장기적인 경제적 효과는 제한적입니다.
시장점유율 경쟁과 가격 압박
경쟁 구도는 시장 구조를 수치로 확인할 수 있는 방식으로 바꾸고 있다. 카운터포인트 리서치가 발표한 2025년 3분기 자료에 따르면 SK하이닉스는 전체 D램 매출의 34%를 차지해 선두를 지켰다. 삼성전자가 33%로 뒤를 이었고 마이크론은 26%를 차지했다. CXMT는 2024년 말 3%에서 빠르게 상승해 점유율 5%에 도달했다. 성숙한 시장에서 상당한 성장세를 보인 것이다.
전략적으로 중요한 HBM 부문에서는 SK하이닉스가 57%의 시장점유율을 차지하고 있으며, 삼성전자가 22%로 급상승했고 마이크론은 21%를 기록했다. 삼성전자의 점유율 상승은 상반기 중국 수출 제한으로 어려움을 겪은 뒤 나타났다. 지정학적 통제가 시장에 변동성을 더한다는 점을 보여준다. AI 수요가 계속 급증하면서 공급업체들은 2026년까지 HBM 제품 물량을 모두 판매한 것으로 알려졌다.
CXMT는 시장 기반을 넓히기 위해 공격적인 가격 전략을 펼치며, DDR4 D램 칩을 기존 경쟁사 가격의 거의 절반에 판매하고 있다. 이 같은 저가 공세는 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론의 수익성에 압박을 가하는 한편 다운스트림 소비자에게는 이익이 되고 있다. 분해 분석에 따르면 중국 기업의 16Gb DDR5 제품은 마이크론이 2021년에 선보인 제품과 비슷한 비트 집적도를 구현했다. 다만 다이 크기가 더 크고 수율은 검증되지 않아 제조 비용이 더 높을 가능성이 크다.
수요 환경은 생산 확대에 유리하다. 텐센트와 바이두, 알리바바를 포함한 중국 클라우드 서비스 기업들의 2025년 총지출은 319억8,000만 달러로 전망된다. 2024년보다 약 40% 증가한 규모다. AI 붐에 힘입어 한국의 반도체 수출도 2025년 전년 대비 22.2% 증가한 사상 최대 1,734억 달러를 기록했으며, 경쟁은 더욱 치열해지고 있다.
지정학적 통제와 장비 병목
기술 경쟁은 수출 통제와 국가 안보 제한이 촘촘해지는 가운데 진행되고 있다. 미국은 2024년 12월 HBM 및 HBM 생산에 필수적인 반도체 제조 장비에 대한 중국의 접근을 겨냥한 새로운 수출 통제 조치를 발표했다. 이 규정에 따라 중국 반도체 제조사와 장비 업체 140여 곳이 미 상무부의 거래제한명단(Entity List)에 추가됐다. HBM을 병목 지점으로 활용해 중국의 AI 개발을 제한하려는 조치다.
규제는 CXMT에 즉각적인 운영상 어려움을 초래했다. 회사에 파견돼 있던 미국 반도체 장비 기업의 유지보수 인력은 철수 지시를 받았으며, 이는 D램 및 HBM 개발 일정에 영향을 미치고 있다. CXMT는 2026년 또는 2027년까지 운영을 이어갈 수 있는 충분한 장비를 비축했지만, 기존 수출 통제로 인해 극자외선 노광 장비를 확보하지 못하면 현재 공정 노드를 넘어 첨단 생산을 개발하고 확대하는 데 한계가 있다.
중국은 EUV 장비의 자국 내 개발을 계속 추진하고 있다. 보도에 따르면 2028년까지 실제 작동하는 칩을 생산하는 것을 목표로 시제품 장비를 완성했지만, 분석가들은 상업 생산 시점을 2030년 무렵으로 보고 있다. EUV 장비를 확보하지 못하면 CXMT는 15나노미터 미만 노드에서 수율과 다이 크기를 개선하는 데 어려움을 겪는 다른 중국 파운드리들과 비슷한 문제에 부딪힐 수 있다. 이는 한국과 미국 경쟁사 수준의 효율을 달성하는 데 걸림돌이 될 가능성이 있다.
글로벌 시장 접근에도 제약이 따른다. 2026년 초 기준 CXMT는 거래제한명단에 올라 있지 않지만, 워싱턴은 1월부터 회사의 명단 추가를 논의한 것으로 알려져 사업에 상당한 위험 요인이 되고 있다. 명단에 오르지 않더라도 기술 격차와 지정학적 긴장으로 외국 기업들은 AI 가속기에 CXMT의 HBM을 채택하기를 꺼린다. 기술 발전에도 CXMT의 고객은 주로 중국 내 기업에 한정돼 있다.
핵심 요점
- 삼성전자와 SK하이닉스는 마이크론과 함께 글로벌 D램 시장의 90% 이상을 장악하고 있으며, CXMT의 점유율은 5%까지 늘었다
- 표준 D램에서 약 2~3년, 고대역폭메모리에서 3~4년의 기술 격차가 이어지고 있다. 한국 선도 기업들은 1b/1c 노드에서 생산하는 반면 중국 기업들은 1z 노드에서 생산하고 있다
- CXMT는 2025년 첫 흑자를 낸 뒤 42억 달러 규모의 상하이 IPO를 신청했으며, 중국의 950억 달러 규모 빅펀드 반도체 보조금 프로그램의 지원을 받고 있다
- 한국 검찰은 2025년 12월 CXMT에 10나노미터 D램 기술을 유출한 혐의로 삼성전자 전직 직원 10명을 기소했다. 피해액은 35억6,000만 달러로 추산된다
- 미국은 2024년 12월 HBM 제조 장비 접근을 제한하는 수출 통제를 시행했다. 한편 중국의 AI 수요에 힘입어 금지 조치 전 엔비디아 H20의 출하량은 100만 개를 넘어섰다
- CXMT는 2026년까지 HBM3, 2027년까지 HBM3E 양산을 목표로 하고 있다. 현재 HBM3E를 공급하고 HBM4를 개발 중인 한국 선도 기업들과의 격차를 좁히려는 계획이다
