20나노대 이후에는 D램 출시 주기 늦춰진다

　D램이 20나노미터(nm) 이하 미세화 공정으로 전환되면 신제품 출시까지 이르는 기간이 지금보다 상당히 늦춰질 것으로 예상된다.

　박성욱 하이닉스 연구개발제조총괄(CTO) 부사장은 15일 ‘세미콘코리아 2011’에 앞서 열린 기자간담회에서 “미세화 공정을 쓰는 D램 반도체 신제품이 지금은 1년에 한번 꼴로 출시되지만 20nm대로 가면 18개월 이상, 20nm 이하 공정에서는 더욱 늦어질 것”이라고 말했다. 그는 “낸드플래시 역시 1년에 한 번씩 기술이 진보해왔는데 10nm대로 가면 출시 주기가 길어질 것”이라고 말했다.

　메모리 업계는 신제품 출시 속도를 점점 높여왔다. 18개월에 용량이 2배씩 늘어난다는 ‘무어의 법칙’을 거쳐 1년마다 2배씩 용량이 커진다는 ‘황의 법칙’까지 등장했다. 하지만 그 속도가 앞으로 크게 늦춰진다는 설명이다. 이유는 지금 사용하고 있는 메모리 구조로는 더욱 미세화된 반도체를 구현하는데 물리적 한계가 있기 때문이다.

　이에 따라 2015년경 20nm급 초반 D램과 10nm급 초반대 낸드플래시 시대가 오면 지금과는 다른 구조가 출현할 전망이다. 박 부사장은 “D램은 20nm 이하 공정에서는 지금과 같은 셀구조가 아닌 다른 방법을 고민해봐야 한다”며 “기존의 반도체 구조 그대로 셀(Cell, 데이터 저장 단위)을 미세화해서 10nm대로 가는 방법을 찾거나, 반도체 내부 구조를 수직형(vertical)으로 바꿀지 고민해봐야 할 것”이라고 말했다.

　낸드플래시는 90nm에서 썼던 것과 동일하게 선폭을 줄여 10nm급까지 동일한 구조로 구현이 가능할 것으로 전망했다. 그는 “낸드플래시는 10nm 초반대 공정에서는 3차원(D) 스택(Stack) 방식이 상용화 될 것”이라며 “그 시기는 2013년 정도”라고 말했다.

　차세대 메모리는 반도체 재료와 장비가 관건이 될 것으로 지적했다. 상변환램(Phase Change RAM)은 노어플래시를 대체하고 있는 기술로 현재 몇몇 회사가 소량 생산에 들어갔다. STT램(Spin Transfer Torque RAM)은 D램 대체용으로 많은 회사가 개발 중이며, Cell을 층층이 쌓을 수 있는 Re램(Resistance RAM)역시 산업계와 학계에서 준비 중이다. 박 부사장은 “이 신기술들이 상용화되기 위해 우선 해결해야 하는 부분은 새로운 고유전체 물질을 개발하는 것”이라며 “차세대 메모리 구조는 기존 메모리보다 간단하지만 신물질을 개발해 어떻게 실리콘에 균일하게 증착할 수 있을지가 문제”라고 말했다. 장비 면에서는 리소그래피 공정의 극자외선(EUV) 장비의 가격 문제를 선결 과제로 꼽았다. 리소그래피는 반도체를 만들 때 회로 패턴을 빛으로 촬영해 웨이퍼에 인쇄하는 공정이다. 그는 “기업들이 1억달러 이상하는 고가 EUV 장비를 언제 도입해서 차세대 메모리를 개발할 것인가를 결정하기 쉽지 않을 것”이라고 말했다.

　박 부사장은 끝으로 “차세대 메모리로 전환하게 위해서는 소자·장비·재료 모든 면이 해결돼야 한다”며 “업계 간 전략적인 협력 사례가 앞으로 많이 등장할 것”이라고 말했다.

오은지기자 onz@etnews.co.kr