인텔과 마이크론이 지난해 공개한 차세대 메모리 기술 '3D 크로스포인트'를 이미지로 형상화한 사진. 가로 세로로 엇갈리는 회로가 정보를 저장하는 녹색의 메모리 셀(Cell) 위아래로 배치되는 모양을 확인할 수 있다. <인텔 제공>

   



D램을 대체할 유력한 차세대 메모리 반도체로 꼽혀온 자기기록식메모리(M램)와 상변화메모리(P램)가 연구개발 과정에서 빠른 속도로 기술 수준을 끌어올리고 있다. 특히 삼성전자와 IBM이 미래형 D램으로 각광 받아온 스핀주입 자화반전 메모리(STT-M램) 분야에서 중요한 돌파구를 마련하면서 상용화 기대가 커지고 있다.

10일 업계에 따르면 삼성전자와 IBM은 최근 전기전자공학자협회(IEEE)를 통해 STT-M램 생산 기술에 대한 연구 논문을 발표했다. 이 논문에서 IBM은 삼성전자의 생산라인을 통해 개발한 STT-M램이 10나노초 수준의 속도와 초절전 구조를 구현하는 데 성공해 이론적으로는 사실상 D램의 성능을 넘어섰다고 밝혔다.

STT-M램은 특정 박막에서 전자스핀 방향을 조절해 전류 흐름을 제어하는 신기술로, 전류의 흐름을 저항의 미세한 차이로 판단해 데이터를 0과 1로 구분한다. 성능과 신뢰성, 가격경쟁력이 D램보다 우월할 뿐만 아니라 10나노대 중반 이하로 갈수록 기술 장벽이 높아져 상용화가 어려운 D램과 달리 STT-M램은 미세화가 쉽다.

SK하이닉스와 도시바도 STT-M램을 수년간 공동 개발해왔고 다수의 메모리 업체들도 STT-M램과 관련한 내부적인 연구개발을 진행하고 있다. 반도체 업계 관계자는 "STT-M램은 기존 D램 공정 장비를 95%가량 그대로 활용할 수 있어 차세대 메모리 중에서 가장 현실적인 대안"이라며 "P램과 함께 10년 이내에 가장 지배적인 기술 흐름이 될 것"이라고 설명했다.

M램과 함께 유력한 차세대 메모리로 꼽히는 P램도 최근 2년간 눈부신 기술 발전을 거듭하고 있다. 지난해 인텔이 P램 기술을 접목한 3D 크로스포인트 기술을 발표한 데 이어 IBM 역시 지난 5월 P램의 생산성을 획기적으로 향상할 수 있는 기술을 공개해 기술 경쟁에 돌입했다.

P램은 D램과 낸드플래시의 장점을 하나로 통합하고 속도와 내구성을 1000배 이상 높일 수 있는 첨단 기술이지만 이론적인 수준에서만 연구를 진행했다. 과거 인텔, ST마이크로일렉트로닉스 등이 P램 개발에 공을 들였지만 셀 하나에 1비트를 저장하는 기술조차도 난제로 여겨 상용화에 어려움을 겪었다.

이처럼 인텔, IBM 등 비메모리 업체들이 일제히 메모리 기술력 강화에 나선 것은 '블루오션'인 데이터센터용 메모리 시장을 노린 행보로 풀이할 수 있다. 업계 관계자는 "서버용 반도체 사업은 PC, 모바일보다 이익률이 두 배 이상 높은 데다 성장 여력도 아직 무궁무진하다"며 "클라우드, 인공지능, 뉴럴넷 등 데이터센터 분야 기술과 함께 메모리 시장도 급격한 변화를 겪게 될 것"이라고 설명했다.

디지털신문 2016년 7월 11일