D램과 낸드플래시가 세계적으로 호황을 누리면서 차세대 메모리 기술에 대한 관심이 커지고 있다. 내년부터 다양한 메모리 시장을 겨냥한 차세대 메모리가 등장할 전망이다. 높은 기술 난이도와 양산 비용 문제를 해결하려는 업계 고민도 깊어졌다.
국제반도체장비재료협회(SEMI)가 오는 7월 13일부터 16일까지 미국 샌프란시스코에서 개최하는 반도체 전시회 ‘세미콘웨스트 2015’는 차세대 메모리 기술을 핵심 주제로 다룬다. 반도체 수직 적층기술을 비롯해 M램(자기 메모리)·Re램(저항변화형 메모리) 등 차세대 메모리 양산 기술 수준이 어디까지 왔는지를 살펴보는 자리다.
마이크론은 증가하는 반도체 성능 요구를 충족하려면 셀을 수직으로 쌓아 올리는 3차원(3D) 반도체가 필수라고 내다본다. 기존 반도체 공정이 노광 공정에 의해 제한을 받았다면 이제는 식각, 필름, 특성화 공정 능력이 3D 반도체 구조를 주도한다고 분석했다.
다만 계측, 구조·결함 특성을 연구 개발하는 속도가 더뎌 개발 주기가 길어졌고 재료, 장비 기술, 반도체 구조 확장 등을 해결해 새로운 제조 주기를 짜는 것이 숙제다.
프리스케일에서 M램 사업을 분사해 설립한 에버스핀은 STT-M램(스핀주입 자화반전 메모리) 양산을 겨냥해 글로벌파운드리와 손잡고 300㎜ 웨이퍼에서 40나노미터(㎚) 공정 기반을 준비하고 있다. 셀 크기와 칩 크기를 획기적으로 줄이기 위해 30나노 공정도 함께 연구 중이다.
에버스핀은 16Mb 제품을 개발한 데 이어 최근 64Mb 제품을 개발했다. 노스웨스트로직과 함께 STT-M램을 구동하기 위한 DDR3 컨트롤러도 개발 중이다. 수년 내 28나노 버전 개발도 목표했다. 평면 구조를 수직으로 전환해 기존 재료 스택과 공정을 유사하게 유지하면서도 전력 소비를 획기적으로 절감할 수 있도록 개선할 계획이다.
미국 크로스바는 올 연말까지 임베디드 Re램 특허기술을 다른 반도체 기업에 라이선스할 예정이다. 올 연말이나 내년 초에 실제 칩을 양산할 것으로 내다봤다.
사물인터넷(IoT) 같은 저전력 애플리케이션이 초기 목표 시장이다. 궁극적으로 기업용 데이터 스토리지 시장을 목표로 잡았다. 2017년에는 낸드플래시보다 속도가 빠르고 기가비트(Gb) 수준의 용량과 밀도를 제공할 것으로 기대했다.
크로스바 공동 창업자인 웨이 루 박사는 “STT-M램은 높은 내구성을, Re램은 높은 밀도와 낮은 비용을 무기로 차세대 메모리 시장을 형성할 것”이라고 예상했다.
테자론반도체는 램버스의 Re램 기술을 라이선스해 내년부터 Re램을 생산할 계획이라고 발표했다. 임베디드 메모리를 비롯해 군사, 항공우주, 상업용 제품 시장을 위한 Re램을 개발할 예정이다.
배옥진기자 withok@etnews.com
