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삼성전자가 세계 최초로 20나노 공정을 적용한 8Gb P램(상변환 메모리) 개발에 성공했다. P램은 차세대 메모리 기술 가운데 상용화 단계에 들어간 유일한 제품이다. 노어플래시는 물론 낸드 플래시까지 대체할 수 있을 전망이다.
삼성전자는 최근 20나노 공정이 적용된 8Gb P램을 개발하고 내년 2월에 미국에서 개최되는 ISSCC(국제고체회로소자회의)에서 공개한다. 삼성전자는 올해 같은 행사에서 58나노 공정 기반의 1Gb P램을 선보인 바 있다. 지난해 출시한 512Mb P램은 65나노 공정으로 만들어졌다. 불과 1년 사이에 같은 용량을 3분의 1크기에 만들수 있는 공정을 개발한 셈이다.
8Gb P램은 스마트폰이나 스마트패드 등 모바일 제품에 쓰이는 ‘LPDDR2’ 인터페이스로 현재까지 개발된 P램 중에서 최대 용량이다.
삼성전자는 지난해 512Mb P램 MCP(멀티칩패키지) 양산한 이후 관련 제품 개발을 서둘러왔다. P램은 노어플래시 대체용으로 개발했으나 미세 공정을 빠른 속도로 개발하면서 수년내 낸드플래시 대체도 염두에 두고 있는 것으로 알려졌다. 실제로 20나노 공정은 현재 주력 낸드플래시 공정과 비슷한 수준이다.
업계 관계자는 “1Gb 이상 P램은 MP3나 SSD, TV 등 다양한 제품에 적용된다”며 “대용량 P램 개발에 나서는 것은 10나노급 이상 공정에서 성능 한계가 나타날 것으로 예상되는 낸드플래시를 대체하려는 목적이 크다”고 설명했다.
메모리 선두업체들은 내년부터 낸드플래시에 20나노급 이하 공정을 적용할 예정인데 물리적 한계를 극복하기 위해 3D 반도체 기술을 접목할 예정이다. 낸드플래시 특성상 3D 반도체 기술을 적용하면 집적도를 높이는데는 용이하지만 처리 속도가 느려지는 문제점이 발생한다. 처리 속도가 빠른 P램에 3D 반도체 기술을 접목할 경우, 용량 문제를 해결하면서도 처리속도가 빨라 낸드플래시를 대체하는데 무리가 없다는 설명이다.
박재근 한양대 교수는 “P램 집적도를 높이기 위해 3D 반도체 기술을 접목하려면 스위칭 소자를 개발해야하지만 이 문제만 해결되면 낸드플래시를 대체할 수 있는 가장 유력한 후보 중 하나”라며 “시모스(CMOS) 공정을 그대로 사용하기 때문에 공정 전환에도 큰 어려움이 없기 때문에 양산 신뢰성만 갖춘다면 경제성도 높아 차세대 메모리 시장을 선점할 수 있다”고 말했다.
◆용어설명/P램=게르마늄 안티몬 텔룰라이드(Ge2Sb2Te5)`라는 상변화 물질을 이용해, 이 물질이 비정질 상태에서 결정질 상태로 변화될 때 1비트(bit)를 얻는 방식으로 작동하는 신개념 반도체다. 빠른 작동속도의 램(RAM)계열 메모리와 비휘발성 특성의 플래시 계열 메모리의 장점을 두루 갖추고 있어 노어플래시는 물론 낸드플래시도 일부를 대체할 것으로 전망된다.
서동규기자 dkseo@etnews.com