[디지털데일리 이수환기자] 인텔이 3D 크로스포인트(X)를 탑재한 솔리드스테이트드라이브(SSD) ‘옵테인’을 출시했다. 이 제품은 D램과 낸드플래시의 중간인 일종의 상변화메모리(P램)의 일종으로, D램보다는 느리지만 낸드플래시와 비교하면 더 빠르고 내구성이 높은 것으로 알려져 있다. 물론 장점만 있는 것은 아니어서 상대적으로 비싼 가격, 그리고 부족한 용량은 개선해야할 부분이다. 일단 기업용 시장이 목표다.

하지만 최근 D램과 낸드플래시 업계에서는 조만간 한계에 직면할 수 있다는 위기감도 크다. 메모리반도체 호황이 이어지는 것은 제쳐두고서라도 미세공정 한계에 직면하면서 더 이상 공정을 개선하기가 쉽지 않아서다. 낸드플래시는 적층을 통한 3D 기술이 접목됐으나 가로·세로를 모두 활용할 수 있는 2D와 달리 한쪽(위) 방향으로만 쌓다보니 예상보다 스케일링의 한계가 빨린 다가오고 있는 셈이다. 업계에서는 200단까지 이론적으로 적층이 가능하지만 직전부터 경제적인 문제로 어려움을 겪을 것으로 보고 있다. 쌓을 수는 있는데 큰 이득은 못 보다는 이야기다.

그래서 P램을 포함한 스핀주입자화반전메모리(STT-M램), 저항변화메모리(Re램) 등 뉴메모리 상용화에 대한 관심이 그 어느 때보다 커진 상태다. 특히 자성체에 전류를 가해 발생한 전자회전을 이용, 저항값의 크기에 따라 데이터를 기록하고 보존하는 STT-M램이 상용화에 근접해있다. 속도가 빨라서 D램은 물론이고 일부 S램이 담당하던 영역까지 대체가 가능한데다가 생산비용이 저렴한 것이 장점으로 꼽힌다.

D램은 새로운 재료 찾기가 한창이다.유전체(誘電體, dielectric material) 가운데서도 고유전체(하이-K)에 집중되어 있다. 하이-K는 말 그대로 유전율(誘電率)이 높은 물질로 ‘K’ 수치가 높을수록 누설전류(터널링 현상)를 막아주고 게이트의 절연 특성이 좋아서 미세회로를 손쉽게 만들 수 있다. 지금까지는 지르코늄(Zr)계 하이-K의 특성을 높이면서 발전해왔는데 이제는 서로 다른 재료를 섞거나 완전히 새로운 재료를 찾아야 하는 과제가 남아 있다.

삼성전자, SK하이닉스는 STT-M램의 가능성을 눈여겨보고 있는 것으로 알려졌다. 마음만 먹으면 상용화시켜 본격적인 마케팅에 들어갈 수 있는 기술력도 확보됐다. 문제는 역시나 쓰임새다. 인텔이 3D X포인트로 기업용 시장을 노리는 이유는 그만큼 메모리가 많이 사용되는 분야여서다. STT-M램은 아직 그 정도까지가 아니다.

사실 STT-M램, P램, Re램, P램 등은 2000년대 초중반에 어느 정도 선행개발이 이뤄졌던 메모리다. 상용화가 더뎠던 이유는 D램과 낸드플래시의 장점이 뉴메모리를 덮고도 남았기 때문이다. 미세공정 한계가 뉴메모리 시대를 앞당기는 촉매가 될 수 있을지에 관심이 모아지고 있다.

<이수환 기자>shulee@ddaily.co.kr