[더구루=정예린 기자] SK하이닉스와 일본 키옥시아(Kioxia)가 공동 개발한 탄소 기반 반도체 선택기(selector) 기술이 중국 특허로 등록됐다. 한·일 대표 메모리 기업이 새로운 동맹 전선을 구축하며 차세대 메모리 소자 성능을 한층 강화하고 글로벌 경쟁력을 끌어올릴 것으로 기대된다.

6일 중국 국가지식산권국(CNIPA)에 따르면 CNIPA는 지난달 SK그룹 계열사가 2021년부터 작년 10월까지 출원한 특허 총 99건을 승인했다. 전년(82건) 대비 약 21% 증가했다.

특허 승인은 9일에 걸쳐 이뤄졌으며 SK그룹은 하루 평균 11건을 승인받았다. 계열사별로는 SK하이닉스가 가장 많은 67건을 확보했다. △SK온(17건) △SK이노베이션(8건) △SK엔펄스(4건) △SK가스(2건) △SK지오센트릭(2건) △SK플래닛(1건) △SK케미칼(1건) △SK㈜(1건) 등이 뒤를 이었다.

지난달 SK그룹이 확보한 특허 중 가장 눈길을 끄는 것은 단연 SK하이닉스와 키옥시아의 공동 개발 특허다. '선택기, 반도체 소자 및 그 제조 방법(특허번호 CN119866175A)'라는 제목의 특허는 탄소층을 이용한 새로운 형태의 선택기 구조를 제안한다. 이 기술은 탄소 물질에 도핑제를 주입해 저항 특성을 조절하고, 이를 통해 메모리 소자의 스위칭 동작을 구현하는 방식으로, 기존 금속 기반 선택기보다 열적 안정성과 집적도를 개선할 수 있다. 특히 3D 낸드플래시나 새로운 비휘발성 메모리 소자에 적용 가능하다.

선택기는 메모리 셀을 개별적으로 제어하는 '핵심 소자'로, 특히 차세대 메모리 구조에서 기존 트랜지스터 대신 저항 기반 소자를 활용하려는 시도가 이어지고 있다. SK하이닉스와 키옥시아가 개발한 탄소 선택기는 기존 금속 산화물 기반 선택기보다 열 안정성과 소형화 가능성에서 유리하다는 평가다.

D램과 낸드 시장에서 삼성전자에 이어 각각 2위와 3위를 다투는 SK하이닉스와 일본 키옥시아가 공통의 기술적 난제를 해결하기 위해 공동 연구개발(R&D)에 나선 것은 이례적이다. 양사는 과거에도 낸드플래시 제품 간 상호 호환성을 높이기 위한 표준화 작업에서 일부 협력한 적이 있으나, 핵심 소자 단위에서의 특허 출원은 드물었다. 이는 미세공정 한계와 고집적화 난제에 대응하기 위해 경쟁사를 넘어선 전략적 협력이 필요하다는 점을 보여주는 사례로도 해석된다.

SK하이닉스는 이밖에 낸드·D램 고도화를 위한 공정 기술, 회로 설계, 패키징 등 하드웨어 고집적 및 저전력 구현 관련 특허도 승인받으며 반도체 미세공정 전환에 대응하는 기술 저변을 넓혔다. '3차원 반도체 소자(특허번호 CN119864335A)', '상보형 지연 회로를 포함하는 반도체 소자 및 메모리 소자(특허번호 CN119811447A)', '슈퍼 블록을 관리하는 저장 장치 및 저장 장치를 동작시키는 방법(특허번호 CN119806385A)' 등이다.

배터리 소재 및 리사이클링 분야에서 SK이노베이션과 SK온의 기술 개발이 두드러진다. SK엔펄스는 반도체 공정의 정밀도를 높여 공정 수율을 향상시킬 수 있는 연마 기술을 개발했다. SK가스는 화학 공정 최적화를 위한 데이터 기반 시스템을 통해 공정 효율성을 높이는 기술을 제시했다.

SK이노베이션은 리튬 이차전지에서 금속을 회수하는 '유동층 반응기 및 금속 회수 방법(특허번호 CN119895626A)'을 확보하며 폐배터리 재활용 사업의 상업화 가능성을 높였다. 또 SK지오센트릭과 협력해 '폴리에틸렌 중합촉매 제조법(특허번호 CN119775460A)'을 출원, 지속 가능한 배터리 소재 개발에 박차를 가하고 있다. SK온은 배터리 셀의 안전성을 강화한 '전류 차단부 포함 셀 및 배터리 장치(CN119866573A)' 등을 승인받으며, 배터리 설계와 소재 기술 포트폴리오를 확장하고 있다.