메모리2020, 'D램과 낸드의 결합' 차세대 메모리 반도체
수출 효자 상품 반도체...메모리 시장 우위 지속하는 것 중요 반도체는 국내 수출의 20%를 차지하는 대표 효자 상품이다. 이 중 80% 이상은 D램과 낸드 플래시 등의 메모리 반도체다. 하지만 최근 반도체 경기가 나빠지고 수출도 감소하며, 한국 경제 전체에 악영향을 미치고 있다. 최근 반도체 업계에서는 메모리 반도체의 위기에 시스템 반도체 등 비메모리 영역을 넓혀야 된다는 이야기가 나오고 있다. 이에 전문가들은 비메모리 반도체의 수준을 올려야 되는 것은 맞지만, 전 세계 시장의 63%를 점유하는 메모리 반도체 시장의 수준까지 올리기는 어렵다는 것이다. 한국은 D램과 낸드 플래시 메모리로 대표되는 메모리 반도체 시장에서 90년대 후반부터 시장 우위를 꾸준히 지키고 있었다. 특히, D램에서는 국내의 삼성전자와 SK하이닉스가 전체의 70% 이상을 점유하고 있다. 전문가들은 전 세계 시장에서 절대적인 우위를 차지하는 메모리 시장의 우위를 지속하는 것의 중요성을 강조한다. 지난 수십 년간 그래왔듯이 메모리 반도체 시장은 호황과 불황의 사이클을 지속하고 있으며, 지금은 ‘호황 다음의 불황’이라는 정상적인 사이클이라는 것이다. 업계는 앞으로 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 5G, 8K 영상보급, AR/VR 등으로 전 세계에 필요한 메모리 용량이 기하급수적으로 늘어날 것으로 전망한다. 즉, 현재의 반도체 위기론과는 별개로, 메모리 반도체 시장의 성장은 필연적이다. 하지만 YB와 BB의 초거대 데이터를 사용하는 세상에서는 현재의 메모리 기술과 제품만으로는 전송과 저장에는 한계가 있을 수밖에 없다. 반도체 전문가들은 이런 기술은 지금 당장의 주력이 될 기술이며, 미래 ICT 시대의 메모리 반도체는 D램과 낸드플래시가 아닌 전혀 새로운 형태의 메모리 반도체가 등장할 것으로 보고 있다. 특히, 전문가들은 휘발성의 D램을 대체하는 M램, P램, STT-M램 등의 비휘발성 메모리가 대세가 될 것이라고 전망한다. 램(RAM)은 컴퓨터의 주기억장치로, 롬과는 다르게 자유롭게 읽고 쓸 수 있다는 특징을 가지고 있다. 현재 사용되는 램은 휘발성으로 전원이 차단되면 내용이 지워진다. D램은 기록된 내용을 유지하기 위해 주기적으로 재충전이 필요하다. 커패시터(Capacitor)라는 수동부품의 충전상태로 정보를 기록한다. S램보다 가격도 저렴하고 전력소비도 많지 않아, CPU의 주기억장치로 가장 많이 사용하고 있다. M램(Magnetic RAM)은 자기 저항 메모리라고 불리며, 메모리 셀에 자기적 극성이 고정됐거나, 변화가 가능한 극성의 두 가지 자기적 정보 저장 방법을 사용한다. STT-M램의 구조는 D램과 비슷하다. D램과 다른 점은 커패시터 대신 복잡한 자성층을 사용한다는 것이다. 반영구적인 수명을 갖고 있다는 것이다. P램은 PCM(Phase-Change Memory, 상변화메모리)이라고도 불리며, NAND 플래시를 대체할 메모리 기술로 기대된다. Fe램은 강유전체램(Ferroelectric RAM)으로 FRAM이라고 부르기도 한다. D램의 빠른 동작 속도를 구현할 수 있는 비휘발성 메모리다. 커패시터를 강유전체(ferroelec-tric)로 이용하는 구조다. M램, P램, Fe램 등은 전원이 꺼져도 정보를 저장할 수 있다. 낸드플래시 메모리와 같이 정보를 저장하는 스토리지(Storage)의 역할도 함께 할 수 있다는 것이다.
