이 기사는 2025년 12월 09일 15:36 thebell 에 표출된 기사입니다.

SK하이닉스가 차세대 D램 플랫폼인 '4F 스퀘어 버티컬 게이트(VG)' 개발을 전담할 조직 '카펠라(Kapella)' 공정 부서를 새롭게 꾸렸다. 기존 6F 스퀘어 구조의 D램에서 미세화 한계가 가시화되면서 4F스퀘어 VG 개발 조직을 신설해 기술 전환 속도를 끌어올리겠다는 방침이다.

4F 스퀘어 VG 플랫폼은 10나노 이하 2세대 D램(0b D램부터)부터 도입될 것으로 예상되는 차세대 구조다. 성능과 집적도를 크게 끌어올릴 수 있는 혁신 기술로 평가되지만 공정 복잡도와 수율 문제 등 양산성 확보가 과제로 남아 있다.

◇4F 스퀘어 VG 플랫폼, '0b D램' 적용 전망

9일 업계에 따르면 SK하이닉스는 지난주 진행된 2026년 임원인사 및 조직개편을 통해 카펠라 공정 조직과 카펠라 TD(Technology Development) 조직을 신설했다. 두 조직은 SK하이닉스의 4F 스퀘어 VG 플랫폼 개발과 향후 양산 체제 구축을 전담하게 된다.

4F 스퀘어 VG 플랫폼은 D램의 셀 면적을 최소화하고 수직 게이트 구조를 통해 고집적, 고속, 저전력 D램 구현을 가능하게 하는 차세대 메모리 기술이다.

현재 상용 D램은 6F 스퀘어 구조를 기반으로 설계돼 있다. F는 반도체 공정에서 구현 가능한 최소 선폭을 의미한다. 차세대 구조인 4F 스퀘어는 한 셀이 2F × 2F 면적에 배치되는 구조로 동일 면적 대비 더 많은 셀을 집적할 수 있는 고밀도 설계 기술이다. 게이트 구조도 기존의 수평 평면 구조에서 수직 게이트로 전환된다.

구조적 변화로 인해 공정 방식도 크게 달라진다. 4F 스퀘어 VG 플랫폼은 기존과 달리 페리페럴 웨이퍼와 셀 어레이 웨이퍼를 각각 제작한 뒤 적층하는 방식으로 구현돼야 한다. 두 웨이퍼는 최종적으로 웨이퍼 본딩을 통해 하나로 결합된다.

SK하이닉스에 정통한 한 관계자는 "SK하이닉스가 차세대 D램 플랫폼은 0b D램부터 적용하는 방향으로 계획하고 있는 것으로 안다"며 "다만 6F 스퀘어 구조의 한계가 가시화되고 있어 적용 시점이 더 앞당겨질 가능성도 있다"고 설명했다.


카펠라 공정 조직과 카펠라 TD 조직은 각각 김승범 펠로우(사진)와 장경철 부사장이 이끌게 됐다. 김 펠로우는 SK하이닉스에서 4F 스퀘어 VG 플랫폼과 3D D램 등 차세대 공정 개발을 주도해온 인물로 알려져 있다.

카펠라(Kapella)는 마차부자리 알파별 ‘Capella’에서 따온 프로젝트명이다. 원 표기는 Capella지만 언어권에 따라 Kapella로 표기되기도 한다. SK하이닉스는 차세대 D램 개발 시 별자리에서 프로젝트명을 따온다. 10나노급 5세대 D램(1b D램), 10나노급 6세대 D램(1c D램) 프로젝트명은 각각 ‘루시(Lucy)’와 ‘스피카(Spica)’였다.

SK하이닉스가 프로젝트명을 ‘카펠라’로 정한 배경에는 4F 스퀘어 VG 플랫폼의 구조적 특성이 반영된 것으로 보인다. 해당 플랫폼은 구현 과정에서 두 장의 웨이퍼를 사용해야 하는데 이는 여러 항성이 하나의 체계를 이루는 ‘다중성계’인 카펠라의 특성과 닮아 있다.

◇차세대 D램 비용 부담 증가, 로직 공정 내재화 고심

4F 스퀘어 VG 플랫폼이 적용되면 페리페럴 웨이퍼는 로직 공정 기반으로 제조해야 한다. 12인치 로직 라인이 없는 SK하이닉스 입장에서는 자체 로직 공정 투자와 외부 파운드리 활용 사이에서 선택지를 놓고 저울질하는 상황이다.

다만 TSMC 등 외부 파운드리에 의존하기엔 물량 부담이 크다. 4F 스퀘어 VG 플랫폼 구현을 위해서는 셀 어레이 웨이퍼 한 장당 페리페럴 웨이퍼 한 장이 필요하기 때문이다. 지난해부터 핀펫(FinFET) 공정 엔지니어 채용에 나선 것도 향후 페리페럴 웨이퍼 생산 방식을 어떻게 가져갈지 대비하려는 포석으로 해석된다.

반도체 업계 한 관계자는 “향후 2~3년 안에는 SK하이닉스가 페리페럴 웨이퍼 생산을 내재화할지 외부 파운드리에 맡길지 방향을 정해야 할 것”이라며 “이번 4F 스퀘어 VG 플랫폼 전환은 단순 공정 변화가 아니라 사업 구조와 공급망 전략까지 다시 짜야 하는 문제”라고 설명했다. 이어 "이런 부분에선 파운드리 공정을 내재화한 삼성전자가 SK하이닉스나 마이크론에 비해 유리하다"고 덧붙였다.