[디지털데일리 한주엽기자] 세계 유수의 반도체 업체들이 차세대 메모리(P램·Re램·STT-M램)의 연구개발(R&D)에 힘을 쏟고 있다. D램과 낸드플래시의 미세공정 수준이 조만간 한계치에 도달할 것이라는 관측이 나오고 있는 가운데 미래 먹거리를 찾는 데 매진하고 있는 모양새다.

22일 관련 업계에 따르면 도시바와 파나소닉은 저항변화메모리(Re램)에 관한 R&D 성과를 내년 2월 미국 샌프란시스코에서 열리는 국제고체회로학회(ISSCC)에서 발표할 예정이다. TSMC와 인피니언도 또 다른 차세대 메모리로 주목받는 스핀주입자화반전메모리(STT-M램)의 연구 결과를 공개키로 했다.

Re램은 전기적 저항 특성이 외부 전압이나 전류에 따라 변화하는 원리를 이용한 비휘발성 메모리다. 낸드플래시의 속도 및 대용량화 한계를 모두 극복할 수 있고 전력소모량 역시 낮출 수 있는 차세대 메모리로 알려져 있다.

도시바와 샌디스크는 내년 ISSCC에서 24나노 공정이 적용된 32기가비트(Gb) Re램의 개발 성과를 발표한다. 지금까지 이 같은 고용량 Re램에 관한 연구 결과가 발표된 적이 없기 때문에 업계와 학계의 관심이 집중되고 있다. 파나소닉도 이번 학회에서 Re램의 설계 구조에 관한 R&D 성과를 발표할 예정이다.

TSMC와 인피니언은 STT-M램에 관한 발표를 진행한다. STT-M램은 자성체에 전류를 가해 발생한 전자회전을 이용, 저항 값의 크기에 따라 데이터를 기록하고 보존하는 차세대 메모리다. 전원을 꺼도 데이터가 지워지지 않는 비휘발성인데다 고속 동작이 가능하다는 특징을 갖고 있다.

TSMC는 40나노 공정이 적용된 1메가비트(Mb) STT-M램의 R&D 성과를 발표한다. 인피니언도 40나노 공정의 STT-M램 연구 성과를 공개할 예정이다. 삼성전자가 지난해 8월 인수한 메모리 업체 그란디스는 올 상반기 54나노 공정이 적용된 1.5Mb STT-M램의 개발 성과를 발표한 바 있다. TSMC가 선보일 1Mb STT-M램은 이와 비교하면 용량은 적지만 한 세대 앞선 제조 공정이 적용된다는 점에서 눈길을 끈다.

삼성전자와 SK하이닉스는 이번 학회에 차세대 메모리와 관련된 논문을 제출하진 않았으나 이들 역시 내부적으로는 R&D에 속도를 내고 있는 것으로 알려졌다.

두 업체는 가장 빨리 상용화가 이뤄질 것으로 보이는 상변화메모리(P램)에 관한 개발 성과를 이미 발표한 바 있다. 삼성전자는 지난 2월 열린 ISSCC에서 20나노 공정이 적용된 8Gb P램을, SK하이닉스는 지난해 12월 국제전자소자회의(IEDM)에서 42나노 4F스퀘어 공정이 적용된 1Gb P램을 공개했었다.

P램은 특정 비휘발성 물질의 상(相) 변화를 이용한 차세대 메모리로 물질의 상이 비결정에서 결정질로 변할 때 1비트를 얻는 방식으로 동작한다. 비휘발성이면서도 데이터 처리속도가 빠른 것이 특징이다.

업계의 한 관계자는 “D램과 낸드 모두 10나노대에서 공정 미세화의 한계에 부닥칠 것이라는 우려로 차세대 메모리 R&D에 혈안이 되어 있다”며 “다만 기술 진척도가 더딘 탓에 이들 차세대 메모리가 언제 D램과 낸드플래시를 대체할 것인가 하는 의문에는 현재 누구도 정확한 답을 내놓지 못하고 있다”라고 말했다.

<한주엽 기자>powerusr@ddaily.co.kr