AI 서버 수요에 NOR 플래시 품귀…고용량 가격 하반기 최대 110%↑

인공지능(AI) 서버 수요가 급증하면서 노어(NOR) 플래시 메모리 공급 부족이 심화하고 있다.

14일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 대용량 NOR 플래시 가격은 올해 하반기에만 최대 110% 더 오를 것으로 전망된다.

NOR 플래시는 낸드(NAND) 플래시와 함께 대표적인 플래시 메모리 반도체다. 대용량 저장에 특화된 낸드와 달리, 기기가 켜질 때 필요한 초기 구동 프로그램(부팅 코드·펌웨어)을 저장하는 역할을 주로 한다. 스마트폰, 자동차 전장 시스템, 통신장비 등 다양한 전자기기에서 빠른 부팅과 안정적인 작동을 위해 쓰이는 필수 부품이다.

NOR 플래시 시장은 최근 10년 중 가장 큰 폭의 공급·수요 구조 변화를 겪고 있다. AI 관련 제품이 생산 능력의 상당 부분을 차지하면서, 고성능 응용처에 대한 수요는 계속 늘고 있지만 공급업체들이 생산량을 늘릴 여지는 제한적인 상황이다. 이에 따라 하반기에도 공급과 수요의 불균형이 지속돼 전반적인 계약 가격이 높은 수준을 유지할 것으로 예상된다.
대만과 중국 공급업체들이 설비 투자를 늘리고 생산량 확대에 나서고 있지만, 새로 늘어난 생산 능력이 곧바로 시장 공급으로 이어지지는 않는다. 신규 생산품은 공정 전환, 수율(생산품 중 양품 비율) 개선, 품질 검증, 고객사 설계 반영 등의 절차를 거쳐야 하기 때문에, 중대형 용량 제품의 공급 부족 현상은 단기간에 완화되기 어려울 전망이다.

업체별로는 시장 선두주자인 윈본드가 45nm(나노미터) 공정 제품의 본격 생산과 25·20나노 공정 전환에 힘입어 올해 가장 강한 비트(bit·저장용량 단위) 성장률을 기록할 것으로 예상된다. 웨이퍼 생산량 증가폭은 완만하지만, 웨이퍼 한 장당 생산되는 저장용량은 크게 늘고 있다.

업계 2위 자자오신(GigaDevice)은 512킬로바이트(KB)부터 2기가비트(Gb)에 이르는 폭넓은 제품군을 갖추고 있으며, 32메가비트(Mb) 이상 제품 생산을 위해 공정 기술을 적극 업그레이드하고 있다. 다만 생산 일부를 해외 공장으로 옮기는 과정에서 상반기 실질 생산량에 제약이 있었고, 하반기에는 생산 능력이 점차 회복될 것으로 전망된다.

MXIC(윈본드 계열 파운드리)는 공급이 더 부족한 낸드와 eMMC(내장형 메모리) 분야에 12인치 웨이퍼 생산 능력을 우선 배정하고 있다. 이 때문에 NOR 플래시 생산량 증가율이 회사 전체 생산 능력 증가율보다 크게 뒤처지고 있다.

공급이 제한적인 상황에서도 NOR 플래시 수요는 계속 늘고 있다. 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS), 디지털 콕핏(차량용 통합 디스플레이 시스템), 산업용 제어장비 같은 기존 응용 분야에 더해 AI와 항공우주 통신이 올해 수요 증가의 새로운 축으로 떠오르고 있다.
AI 서버는 일반 서버보다 3~5배 많은 NOR 플래시를 필요로 한다. AI 서버에는 신호를 증폭·재전송하는 리타이머 칩이 다수 탑재되는데, 이 칩마다 초기 구동 코드를 저장할 전용 NOR 플래시가 필요해 고용량·8진(옥탈) SPI(직렬주변장치인터페이스) 방식 NOR 플래시 수요가 커지고 있다. 엣지 AI 기기, AI PC, 로봇 등 기기 자체에서 연산을 처리하는 로컬 추론 장치들도 소프트웨어 용량이 커지면서 고밀도 NOR 플래시 수요를 늘리는 요인으로 꼽힌다.

저궤도 위성과 항공우주 전자장비 분야에서도 수요가 늘고 있다. 위성용 핵심 칩셋은 빠른 부팅과 데이터 백업을 위해 높은 신뢰성을 갖춘 NOR 플래시가 필요하며, 지상 수신 안테나 역시 실시간 데이터 처리와 무선 펌웨어 업데이트를 지원하기 위해 NOR 플래시를 사용한다. 항공우주 등급 제품은 방사선과 극한의 온도 변화를 견뎌야 해 기술적 진입장벽이 높은데, 이 점이 대만·미국 공급업체들의 경쟁력을 뒷받침하고 있다.

NOR 플래시 계약 가격은 올해 상반기에만 누적 평균 100~120% 상승했다. 하반기에는 용량별로 가격 흐름이 갈릴 것으로 예상된다. 256메가비트(Mb) 이상 대용량 제품은 AI 서버와 자동차용 수요에 힘입어 지속적인 가격 상승세를 이어갈 전망이다. 대만 주요 공급업체들의 추가 공급이 제한적인 상황에서, 이 제품군의 평균 가격은 하반기에 90~110% 추가로 오를 수 있다는 전망이다.

반면 128Mb 이하 중저용량 제품은 중국 공급업체의 생산 능력이 점차 확보되면서 가격 상승폭이 완화될 것으로 예상된다. 다만 가격 자체는 높은 수준에서 안정화될 전망이며, 트렌드포스는 이 부문 가격이 4분기에 10~20% 오를 것으로 내다봤다.


유덕규 글로벌이코노믹 기자 udeok@g-enews.com