세계 3대 반도체 학회 중 하나로 꼽히는 국제고체회로학회(ISSCC)에서 인텔이 최근 22나노(1나노는 10억분의 1m) ‘STT-M램’ 기술을 공개했습니다.

STT-M램은 D램보다 데이터 처리 속도가 빠르고 에너지 소모량은 적다는 강점이 있습니다. 10여년 전쯤부터 D램의 물리적 한계가 올 것을 대비해 대체재로 개발이 시작됐습니다. 메모리 반도체를 주력하는 회사라면 누구나 STT-M램을 연구·개발하고 있는 이유이기도 합니다.

실제 이 기술은 앞서 퀄컴과 삼성전자가 선보인 바 있는데요. 이번 인텔의 기술에서 주목해야 하는 것은 소자 구조를 바꿔 반도체 크기를 가장 작게 구현했다는 점입니다. 크기가 작으면 그만큼 데이터 처리 속도가 빨라지는 것이죠.

그렇다면, STT-M램은 당초 개발 취지대로 D램을 대체할 수 있을까요. 전문가들은 아직은 시간이 걸릴 것이라고 말합니다. 생각보다 D램이 선전하고 있기 때문이죠.

2008년 1월 서울 행당동 한양대에서는 한국 반도체 양대산맥인 삼성전자와 SK하이닉스(당시 하이닉스반도체) 주요 임원이 모였습니다. 두 회사의 주력 반도체 제품인 D램이 미세 공정으로 갈수록 기술적 한계에 봉착할 것인 만큼 이에 대비해 M램 원천 기술을 공동 개발하자는 취지였습니다.

당시 공동 기술개발에 참여했던 박재근 한국반도체디스플레이기술학회장(한양대 융합전자공학부 교수)은 "D램은 공정이 미세화할수록 크기가 작아져야 하고, 면적 확보를 위해 D램의 필수 부품인 ‘캐패시터(capacitor)’를 수직으로 쌓아야 하는데 이를 쌓으면 쌓을 수록 인접한 부품과 물리적으로 닿는 문제가 발생하게 된다"며 "이를 위해 D램보다 높이가 훨씬 낮은 M램을 개발하기 시작한 것"이라고 했습니다. 반도체 업계에서는 대략 15나노 공정이 D램의 마지노선이 될 것으로 봤습니다.

그러나 D램은 2019년 현재 10나노급 미세공정으로 진화했는데도 건재합니다. D램의 물리적 한계와 와야 STT-M램이 그 자리를 대체하는데, 아직은 시간이 필요하다는 겁니다.

그런데 이 반도체를 썩히기엔 동작 속도와 전력 소모면에서 아쉬운 점이 많았습니다. 그래서 퀄컴, 삼성전자, 인텔은 연산을 해야 하는 프로세서, 즉 CPU(중앙처리장치)나 AP(모바일용 CPU, 애플리케이션프로세서)에 STT-M램을 붙여 임베디드(내장형) 메모리 형태로 제품을 내놓고 있습니다.

연산량이 많아지는 시대, STT-M램이 프로세서 옆에 붙어 더 빨리 메모리를 내주고 내보내는 역할을 할 수 있으니 ‘많이 사달라’는 것이죠. 도현우 NH투자증권 연구원은 "자동차, 사물인터넷(IoT) 용도로 임베디드형 M램을 주목하고 있다"고 했습니다.

‘프로세서 보조’로 용도 변경한 STT-M램이 앞으로 어떻게 진화할지, 언제쯤 D램을 대체할지 계속 지켜보면 흥미로울 듯합니다.