1세대 대비 생산성 30%, 속도 10%, 소비전력 15% 향상"'초고속-초절전-초소형' 완성…프리미엄 메모리 시장 선점"
  • ▲ 삼성전자가 생산성, 속도, 소비전략이 대폭 향상된 10나노급 2세대 D램 양산에 돌입했다고 20일 밝혔다. ⓒ삼성전자
    ▲ 삼성전자가 생산성, 속도, 소비전략이 대폭 향상된 10나노급 2세대 D램 양산에 돌입했다고 20일 밝혔다. ⓒ삼성전자


    삼성전자가 반도체 초격차 전략을 강화한다. 초격차는 따라 잡을 경쟁 상대가 없는 1위가 기술 경쟁력을 강화해 2위와의 격차를 더 벌린다는 의미다. 

    삼성전자는 20일 역대 최고 수준의 공정 개발 난제를 극복하고 세계 최초로 '10나노급 2세대(1y나노) D램'을 양산한다고 밝혔다. 나노는 10억분의 1미터를 뜻하는 단위로 사람의 머리카락은 80나노에 해당한다. 

    반도체는 더 작은 사이즈에 더 많은 정보를 담기 위한 미세공정 경쟁이 한창이다. 40나노급으로 시작된 미세공정은 30나노급, 20나노 후반(2X), 20나노 중반(2Y), 20나노 초반(2Z)을 거쳐 10나노급으로 작아졌다. 다만 삼성전자는 후반(X), 중반(Y), 초반(Z) 개념이 아닌 1세대(X)과 2세대(Y) 개념을 사용한다. 

    지난해 2월에 업계 최초로 10나노 1세대(1X) 8Gb D램을 양산한 삼성전자는 21개월만에 반도체 미세공정 한계를 극복하며 10나노 2세대(1Y) 양산에 성공했다. 

    이번에 생산한 10나노급 2세대 D램은 차세대 극자외선(EUV) 노광장비를 사용하지 않고도 기존 제품 대비 30% 높은 생산성을 자랑한다. EUV 장비를 사용하지 않고 기존 장비를 사용한 만큼 안정성과 신뢰성, 단가 등에서 이점이 있다는 뜻이다. 

    특히 기존 장비를 활용해 글로벌 고객들의 프리미엄 D램 수요를 적기에 대응할 수 있게 됐다. 높은 신뢰성을 기반으로 언제라도 수요를 대응할 수 있다는 것이다.

    이번 2세대 10나노급 D램은 2012년 양산한 20나노 2세대(2Y) 4Gb DDR3 보다 용량·속도·소비전력효율에서 2배 이상 향상됐다. 

    더욱이 ▲초고속·초절전·초소형 회로 설계 ▲초고감도 셀 데이터 센싱 시스템 설계 ▲2세대 에어 갭 공정 등 3가지 첨단 혁신 공정이 적용됐다.

    먼저 초고속·초절전·초소형 회로 설계 통해 1세대 10나노급 D램 대비 속도는 10% 이상 향상됐고 소비 전력량은 15% 이상 절감됐다. 여기에 초고감도 셀 데이터 센싱 시스템 설계 기술은 초정밀 전압차이 감지 시스템 개발로 셀에 저장된 데이터를 더욱 정밀하게 확인해 셀 데이터 읽기 특성을 2배 이상 향상시켰다. 

    2세대 에어 갭 공정은 전류가 흐르는 비트라인 주변의 미세 영역을 물질이 아닌 공기로 채워 절연효과가 뛰어나다. 에어 갭 공정은 비트라인 주변에서 발생되는 불필요한 전하량을 최소화해 초고감도 셀 개발이 가능하며, 셀 배열의 집적도를 향상 시켜 칩 사이즈를 대폭 줄일 수 있다.

    한편 삼성전자는 첨단 혁신 공정 기술을 바탕으로 업계 최초로 서버용 DDR5, 모바일용 LPDDR5, 슈퍼컴퓨터용 HBM3 및 초고속 그래픽용 GDDR6 등 차세대 프리미엄 D램 양산 기반을 확보하게 됐다.

    여기에 10나노 중반(1Y) D램 모듈의 CPU업체 실장 평가를 완료하고 글로벌 주요 고객과 차세대 시스템 개발관련 기술 협력을 추진하고 있다. 용량과 성능을 동시에 높인 10나노급 D램 라인업으로 서버, 모바일 및 그래픽 시장 등 프리미엄 메모리 시장을 지속 선점해 나갈 계획이다.

    진교영 삼성전자 메모리사업부 진교영 사장은 "발상을 전환한 혁신적 기술 개발로 반도체의 미세화 기술 한계를 돌파했다"며 "향후 1y나노 D램의 생산 확대를 통해 프리미엄 D램 시장을 10나노급으로 전면 전환해 초격차 경쟁력을 더욱 강화하겠다"고 말했다.


    □ 삼성전자 최첨단 D램 양산 연혁

    • 2009.07월 40나노급 2Gb DDR3 양산
    • 2010.02월 40나노급 4Gb DDR3 양산  
    • 2010.07월 30나노급 2Gb DDR3 양산 
    • 2011.09월 20나노급(2x) 2Gb DDR3 양산 
    • 2012.11월 20나노급(2y) 4Gb DDR3 양산 
    • 2013.11월 20나노급(2y) 6Gb LPDDR3 양산
      (※ 2014.02월 20나노급(2y) 8Gb LPDDR4 양산)
    • 2014.02월 20나노(2z) 4Gb DDR3 양산
    • 2014.10월 20나노(2z) 8Gb DDR4 양산
    • 2014.12월 20나노(2z) 8Gb LPDDR4 양산 
    • 2014.12월 20나노(2z) 8Gb GDDR5 양산  
    • 2015.08월 20나노(2z) 12Gb LPDDR4 양산
    • 2016.02월 10나노급(1x) 8Gb DDR4 양산  
    • 2016.09월 10나노급(1x) 16Gb LPDDR4/4X 양산
    • 2017.11월 10나노급(1y) 8Gb DDR4 양산