"3가지 혁신 기술로 메모리 반도체 공정 한계 극복"
삼성전자가 지난 2월부터 세계 최초로 '10나노(10억분의 1미터)'급 D램을 본격 양산한다고 5일 밝혔다.
양산을 시작한 10나노급 8Gb(기가비트) DDR4 D램은 세계 최소 크기에 해당한다. 앞서 삼성전자는 지난해 세계 최초로 20나노 4Gb DDR3 D램을 양산에도 성공했다.
삼성전자는 이번 제품에 △초고집적 설계 기술 △사중 포토 노광 기술(QPT) △초균일 유전막 형성 기술 등 3가지 혁신 기술을 적용했다.
'초고집적 설계 기술'은 삼성전자가 독자적으로 개발한 차세대 반도체 설계 기술이다. 이를 통해 20나노 8Gb DDR4 D램보다 생산성을 30% 이상 높였다. 또 기존 20나노 제품 대비 동작속도가 30% 이상 빠른 3200Mbps(초당 메가비트)를 구현할 수 있고, 소비전력을 10~20% 절감할 수 있다.
삼성전자는 미세공정의 한계를 극복하기 위해 낸드플래시 양산에 적용한 '사중 포토 노광 기술'을 업계 최초로 D램에도 구현했다. 사중 포토 노광기술은 초고집적으로 셀(정보 저장의 최소 단위)을 만들기 위해 한번의 포토공정으로 초미세 패턴을 4배 많이 형성하는 기술이다.
셀이 트랜지스터 하나로 구성된 낸드플래시와 달리 D램은 트랜지스터와 캐패시터의 적층 구조로 셀이 구성된다. 10나노급 8Gb D램은 초고속으로 동작하는 트랜지스터 위에 고용량 캐패시터를 나노단위 간격으로 배열해 셀을 80억개 이상 만들어야한다. 삼성전자는 이 같은 공정의 어려움을 사중 포토 노광 기술을 통해 극복했다는 설명이다.
또 D램은 초미세 캐패시터에 충분한 양의 전하를 저장하기 위해 '초균일 원자 유전막 형성 기술'이 필요하다. 10나노급 D램은 캐패시터의 유전막을 옹스트롬(10분의 1나노) 단위의 초박형 원자 물질로 균일하게 형성해 더욱 높은 속도에도 안정적으로 동작하는 우수한 셀 특성을 확보했다.
삼성전자는 올해 용량과 성능을 높인 10나노급 모바일 D램을 양산해 PC와 서버 시장에 이어 초고해상도 스마트폰 시장도 선점해나간다는 전략이다.
전영현 삼성전자 메모리사업부 사장은 "10나노급 D램은 글로벌 정보기술(IT) 고객들에게 최고 효율의 시스템 투자 솔루션을 제공할 것"이라며 "향후 차세대 초고용량 초절전 모바일 D램 출시를 통해 모바일 시장 선도 기업들이 혁신적인 제품을 적기에 출시하는 데 기여할 것"이라고 말했다.
향후 삼성전자는 PC용 4기가바이트(GB) DDR4 모듈을 시작으로 엔터프라이즈 서버용 128GB 모듈까지 풀 라인업을 구축할 예정이다. 초고용량 모바일 D램의 높은 수요 증가세에 맞춰 10나노급 생산 비중도 지속적으로 확대해 나간다는 계획이다.
박희진 한경닷컴 기자 hotimpact@hankyung.com
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