K-반도체, 최신 저전력 메모리 ‘LPDDR6’ 잇따라 선봬
삼성전자, 지난해 말 업계 최초로 LPDDR6 개발 성공
“고성능 온디바이스 AI 기기 맞춤 저전력 메모리 솔루션”
SK, 최선단 1c 공정 16Gb LPDDR6 개발…“세계 최초”
‘LPDDR 투톱’ 삼성·SK, 저전력 메모리 시장 공략 가속

HBM(고대역폭메모리)의 인기에 힘입어 ‘반도체 슈퍼 사이클’의 최대 수혜주로 부상한 삼성전자와 SK하이닉스가 대규모 데이터 연산·처리에 따른 막대한 전력 소모를 줄일 수 있는 저전력 D램 시장의 선두 자리를 놓고 격돌한다.

삼성·SK는 고성능 온디바이스(On device) AI에 최적화된 최신 LPDDR6를 앞다퉈 선보이며 차세대 저전력 메모리 패권을 거머쥐는 데 사활을 걸었다. K-반도체는 빠르게 부상하고 있는 저전력 D램 시장을 선점해 ‘메모리 최강자’ 타이틀을 수성한다는 구상이다.

13일 시장조사업체 베리파이드마켓리포트에 따르면 글로벌 LPDDR 시장 규모는 지난해 268억5000만달러(약 39조6736억원)에서 2030년 326억달러(약 48조1763억원)로, 연평균 8%씩 고속 성장할 전망이다.

이렇듯 저전력 D램 분야에 대한 긍정적인 관측이 제기된 것은 AI(인공지능) 워크로드를 안정적으로 처리하면서도 에너지 사용을 최소화할 수 있는 저전력 메모리의 중요성이 최근 급격히 커지고 있기 때문이다.

실제로 주요 빅테크를 중심으로 생성형 AI 도입이 가속화하면서 데이터센터의 연산 워크로드는 가파르게 증가하고 있다. 여기에 대규모 AI 모델 학습뿐만 아니라 사용자 요구에 즉각 대응하기 위한 상시 추론 수요까지 늘면서, 성능과 전력 효율을 동시에 충족하는 AI 인프라 수요는 날로 확대되는 모습이다.

이에 따라 반도체 업계는 차세대 저전력 메모리인 LPDDR6에 주목하고 있다.

LPDDR은 스마트폰과 태블릿 등 모바일 기기에 주로 탑재되는 D램 규격으로, 전력 소모량을 최소화하는 저전압 동작 특성을 갖고 있다. 최신 규격은 LPDDR6로, 1-2-3-4-4X-5-5X-6 순으로 개발돼 왔다.

삼성전자 ‘LPDDR6’. <사진=삼성전자>

LPDDR6 경쟁에서 앞서 있는 곳은 삼성전자다. 삼성은 지난해 말 업계 최초로 LPDDR6를 개발하는 데 성공했다.

삼성 LPDDR6는 AI 시대의 요구에 맞게 새롭게 설계된 차세대 저전력 메모리 솔루션으로 평가된다.

LPDDR6는 10.7Gbps 이상의 빠른 속도를 자랑한다. 또 늘어난 I/O(입·출력)를 통해 대역폭까지 확장시켰다. 이에 데이터 집약적인 모바일 기기나 엣지 컴퓨팅, AI 관련 업무에 최적화됐다.

전력 소모량도 획기적으로 효율화했다. 삼성 LPDDR6는 D램 공급 전압 특성에 따라 완벽하게 분리해 설계됐다. 또 시스템의 요구 조건에 맞춰 전력을 가변적으로 활용하는 DVFS(동적전압스케일링), 다이나믹 효율화 모드 등 새로운 기능도 갖췄다.

반도체 소자의 내·외부 전원 공급을 지능적으로 제어·관리하는 삼성만의 ‘Smart PMIC(스마트전력관리소자)’와 저전력 동작 구간 확장을 위한 신규 회로 설계 기술도 적용됐다. 이에 실제 구동 환경에서 AI 연산 부하에 따른 전력을 동적으로 제어할 수 있도록 했다.

이로써 LPDDR6는 이전 세대 대비 약 21% 향상된 에너지 효율을 달성하면서도 안정적인 고속 동작을 구현해낸다.

삼성전자 관계자는 “삼성 LPDDR6는 성능과 에너지 효율, 안정성 간의 밸런스를 맞춘, 고성능 온디바이스 AI 기기를 위한 필수적인 저전력 메모리 솔루션이다”고 자평했다.

이같은 강점에 힘입어 삼성의 저전력 D램은 ‘CES 혁신상’을 수상하는 쾌거도 달성했다. LPDDR6는 모바일 디바이스, 액세서리 & 앱(Mobile Devices, Accessories & Apps) 부문에서 ‘CES 2026 혁신상’을 받았다.

삼성전자는 LPDDR6가 모바일 기기를 넘어 오토모티브, AI 서버 등 많은 응용처에 확대 도입돼 AI 시대의 맞춤형 솔루션으로 각광 받을 것으로 기대하고 있다.

삼성전자 관계자는 “모바일 기기에서 시작된 저전력 기술에 대한 요구는 이제 다양한 산업 분야에서 중요한 요소로 자리 잡고 있다”며 “삼성 LPDDR6는 확장된 응용 호환성을 바탕으로 AI 시스템용 엣지 컴퓨팅, 데이터센터는 물론 오토모티브, AI PC, 차세대 AI 서버 등 다양한 플랫폼에 적용되며 고성능·저전력을 자랑하는 차세대 메모리 솔루션으로서의 경쟁력을 입증하고 있다”고 강조했다.

삼성전자 평택캠퍼스 반도체 생산라인. <사진=삼성전자>

‘HBM 1등’ SK하이닉스도 저전력 D램 역량 제고에 박차를 가하고 있다.

SK하이닉스는 최선단 공정인 1c(10나노급 6세대) 기반 16Gb LPDDR6 D램을 개발했다고 이달 10일 밝혔다.

SK는 올 1월 초 미국 라스베이거스에서 열린 ‘CES 2026’에서 해당 제품을 공개한 바 있다. 이어 최근 세계 최초로 1c LPDDR6 제품 개발 인증을 완료했다.

SK하이닉스 관계자는 “올 상반기 내 LPDDR6 양산 준비를 마치고, 하반기부터 제품을 공급해 AI 구현에 최적화된 범용 메모리 제품 라인업을 구축해 나가겠다”고 강조했다.

1c LPDDR6는 최상의 온디바이스 AI를 구현하기 위해 이전 세대인 LPDDR5X 대비 데이터 처리 속도와 전력 효율을 크게 개선한 것이 특징이다.

해당 제품의 데이터 처리 속도는 대역폭 확장을 통해 단위 시간당 전송 데이터량을 늘려 이전 세대 보다 33% 향상됐다. 동작 속도는 기본 10.7Gbps 이상으로, 이전 세대의 최대치를 상회한다.

또 전력은 서브 채널 구조와 DVFS 기술을 적용해 이전 세대 제품 대비 20% 이상 절감했다. 이에 게임 구동과 같이 고사양이 요구되는 환경에서는 DVFS를 높여 최고 대역폭 동작을 만들어내고, 평상시에는 주파수와 전압을 낮춰 전력 소비를 줄여준다.

SK는 1c LPDDR6를 통해 고객들이 이전보다 길어진 배터리 사용 시간은 물론, 최적의 멀티태스킹을 경험할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

SK하이닉스 관계자는 “앞으로 고객과 함께 AI 메모리 솔루션을 시장에 적시 공급해 온디바이스 AI 사용자들에게 차별화된 가치를 제공하겠다”고 말했다.

SK하이닉스 1c 공정 기반 16Gb ‘LPDDR6’. <사진=SK하이닉스>

이처럼 LPDDR6 경쟁력 강화에 전력을 다하고 있는 삼성전자와 SK하이닉스는 전 세계 저전력 D램 시장의 최대 수혜주가 될 것으로 기대를 모은다.

특히 LPDDR6가 HBM과 함께 AI 메모리의 양대 축으로 자리 잡을 것이란 분석에 K-반도체의 시장 지배력은 더욱 확대될 공산이 크다.

이와 관련해 삼성전자 관계자는 “AI 워크로드가 지속적으로 증가하고, 복잡성이 높아지고 있다”며 “서버용 메모리 제품군을 한층 강화해 AI 데이터센터가 요구하는 성능, 전력, 확장성을 균형 있게 제공하는 차세대 저전력 메모리 솔루션을 지속적으로 선보이겠다”고 강조했다.

[CEO스코어데일리 / 오창영 기자 / dongl@ceoscore.co.kr]