삼성전자가 자기저항메모리(M램) 적용 분야를 확대한다. M램은 자성체에 전류를 가해 발생한 전자회전을 활용, 저항 값 변화에 따라 데이터를 쓰고 읽는 비휘발성 메모리다.
삼성전자는 2019년부터 28나노 완전공핍형 실리콘 온 인슐레이터(FD-SOI) 공정 기반의 내장형 M램(임베디드 M램)을 소형 전자 제품 대상의 마이크로컨트롤러유닛(MCU), 시스템온칩(SoC)에 적용했다. NXP 등 고객사를 확보했다.
4일 세미콘코리아 콘퍼런스에서 한신희 삼성전자 파운드리 사업부 연구원은 "M램 솔루션은 다양한 분야에 적용할 수 있도록 자기터널접합(MTJ) 기능을 개선시켰다"라며 "향후 M램을 오토모티브, 웨어러블, 그래픽메모리, 로우레벨캐시(LLC), 사물인터넷(IoT) 시스템, 엣지 인공지능(AI) 등으로 사용 범위를 넓힐 계획"이라고 밝혔다. 이어서 "기술 개발을 통해 션트와 속도 저하 없이도 MTJ 패터닝의 요구사항을 충족시킬 수 있게 됐다"며 "실패율이 100ppm(100만분율)로 대폭 개선됐다"고 설명했다.
M램은 MTJ를 구성하는 2개의 강자성층(CoFeB)의 자화가 서로 평행인가 반평행인가에 따라 저항이 달라진다. MTJ 패터닝은 M램의 성능과 신뢰도 개선에 중요한 역할을 한다.
삼성전자는 M램 다이(Die) 크기를 S램 보다 40% 줄이는 방향으로 기술을 개발한다고 밝혔다. 읽기·쓰기 속도는 20나노초(ns) 미만이 목표다. 지난해 삼성전자가 지난해 12월 열린 반도체 공정 전문 학회 국제전자소자회의(IEDM)에서 발표한 M램의 경우 칩 크기는 0.08mm2/Mbit다. 같은 공정 기반의 S램(0.15mm2/Mbit)과 비교해 칩 면적을 절반 가까이 줄였다. 읽기쓰기 속도는 30~50ns를 달성했다. 임베디드플래시 보다 약 1000배 빠른 쓰기속도를 제공한다.
시장조사업체 욜디벨롭먼트에 따르면 M램 시장은 2024년까지 12억달러(약 1조5000억원)까지 성장할 전망이다.