21개월만에 미세공정 한계 극복
혁신공정으로 생산성 30% 향상
초고속·초절전·초소형 회로설계
셀배열 집적도 높이는 '에어 갭'
초정밀 전압차 감지시스템 적용
속도 10%↑…전력량 15% 절감
혁신공정으로 생산성 30% 향상
초고속·초절전·초소형 회로설계
셀배열 집적도 높이는 '에어 갭'
초정밀 전압차 감지시스템 적용
속도 10%↑…전력량 15% 절감
삼성전자는 지난달부터 세계 최초로 10나노급 2세대인 1y나노(10나노대 중반) D램 양산을 시작했다고 20일 밝혔다. 이는 작년 2월 10나노급 1세대에 해당하는 1x나노(10나노대 후반) D램의 양산을 시작한 지 21개월 만이다.
삼성전자 측은 차세대 극자외선(EUV) 노광장비를 사용하지 않고도 1x나노 D램보다 생산성을 약 30% 높여 경쟁력을 강화했다고 설명했다. 업계 2위인 SK하이닉스가 지난 10월부터 1x나노 D램을 양산한 점을 고려하면 거의 1년 8개월에 가까운 기술차이를 보여준 것이다. 미국 마이크론은 연내 1x 나노 D램을 양산하겠다고 밝히긴 했지만, 양산 여부를 공식 확인하지 않고 있어 이 업체와는 2년 이상 기술 격차가 나는 것으로 추정된다.
삼성전자는 1x 나노 D램 생산 비중을 올해 50% 이상으로 늘리고, 1y D램은 시장 상황에 따라 점차 늘릴 계획이다. 일부 특수 D램을 제외한 나머지 모든 D램을 10나노대 미세공정으로 양산한다는 계획이다.
삼성전자는 이번 제품에 초고속·절전·소형 회로 설계와 초고감도 셀 데이터 센싱 시스템 설계, 2세대 에어 갭(Air Gap) 공정 등 세 가지 혁신 공정을 적용했다고 설명했다. 초고감도 셀 데이터 센서 기술은 초정밀 전압차이 감지 시스템으로 셀에 저장한 데이터를 더 정밀하게 확인해 읽기 특성을 배 이상 향상한 기술이다.
에어 갭은 전류가 흐르는 라인 주변에 절연층을 만들 때 별도의 절연물질로 공간을 채우지 않고 아예 빈 공간으로 만드는 공정이다. 공기는 다른 물질보다 절연 효율이 높고 셀 배열의 집적도를 높일 수 있는 장점이 있지만, 공정 난이도가 높아 구조가 단순한 낸드플래시에 주로 쓰였다.
이 같은 공정으로 기존 1세대 10나노급 D램과 비교해 속도는 10% 이상 높이면서, 소비 전력량은 15% 이상 절감했다고 회사 측은 설명했다. 회사 관계자는 "1세대와 비교했을 때 설계와 공정이 획기적으로 달라진 것으로, D램 업계의 '게임체인저'가 될 것으로 기대한다"고 말했다.
삼성전자는 이번에 개발한 혁신 공정 기술을 바탕으로 서버용 DDR5, 모바일용 LPDDR5, 슈퍼컴퓨터용 HBM3, 초고속 그래픽용 GDDR6 등 차세대 프리미엄 D램 양산 기반 확보했다고 설명했다.
진교영 삼성전자 메모리사업부 사장은 "발상 전환 혁신기술로 반도체 미세화 기술 한계를 돌파했다"며 "앞으로 1y나노 D램 생산 확대로 프리미엄 D램 시장을 10나노급으로 전면 전환해 초격차 경쟁력을 더 높일 것"이라고 말했다.
박정일기자 comja77@dt.co.kr
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