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삼성전자, 128배 커진 '1Gb' 임베디드 M램 발표
삼성전자, 128배 커진 '1Gb' 임베디드 M램 발표
  • 전동엽 기자
  • 승인 2019.12.20 16:47
  • 댓글 0
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'IEDM 2019' 참가해 논문 발표
삼성전자 파운드리 생산라인 전경

삼성전자가 1기가비트(Gb) 대용량 임베디드 M램(eM램)을 개발했다. 기존에 사용되던 임베디드 플래시메모리(e플래시)를 빠르게 대체할 것으로 보인다.

일본 IT 전문매체 와치임프레스 보도에 따르면 삼성전자는 9일(현지시간) 미국 캘리포니아에서 열린 'IEDM 2019' 학회에서 이 같은 성과를 알렸다. 기술은 28나노 완전공핍형 실리콘 온 인슐레이터(FD-SOI) 공정을 활용했다. 8메가비트(Mb) M램 128개를 한 다이에 밀집시켰다. 올해 3월 양산을 시작한 8Mb eM램보다 128배 큰 용량이다. 테스트칩 수율은 90%에 육박했다.

임베디드 메모리는 마이크로컨트롤러유닛(MCU)이나 시스템온칩(SoC) 같은 시스템 반도체에서 정보 저장 역할을 하는 일종의 '삽입 메모리'다. 기존에는 플래시메모리가 주로 쓰였다. 

현재 MCU에 내장하는 e플래시 저장 용량은 최대 4~8MB정도다. 1Gb M램은 16~32배 더 큰 용량을 제공한다. 지난 6월 초대규모 집적회로(VLSI) 학회에서 르네사스가 발표한 e플래시 저장 용량은 192Mb(24MB) 수준이었다. M램은 노어(NOR)플래시와 비교해 쓰기 속도가 1000배 더 빠르고 전력소비량이 낮다. 가격도 저렴하게 공급할 수 있다고 삼성전자는 설명했다.

삼성전자는 1Gb(128MB) M램 다이(Die)를 개발할 때 높은 수율을 유지하는데 중점을 뒀다. 비트오류율이 3ppm(parts per million, 10-6)이라고 가정하면 8Mb M램 수율은 99%를 기대할 수 있다. 이를 1Gb M램에 적용하면 수율이 60%로 떨어진다. 8Mb M램을 단순히 많이 나열하게 되면 제조 수율이 대폭 저하된다. 그래서 삼성전자는 자기터널접합(MTJ) 균일성을 높이고 저항값과 기록 전류 편차를 줄였다. 제조공정을 최적화해 MTJ에 악영향을 주는 결함 밀도를 감소시켰다. 이 결과 1Gb로 저장용량을 128배 증가시켰음에도 시험 생산에서 수율 90%를 달성할 수 있었다.

사용기간에 대한 신뢰성도 개선됐다. 1Gb M램은 105℃에서 1억(108)번 읽기·쓰기(사이클)가 가능하다. 10년간 데이터를 보존할 수 있는 성능이다. 85℃로 내려가면 100억(1010)사이클로 연장된다. 실제 사용환경에서 1조(1012) 사이클 실현이 가능하다고 삼성전자는 설명했다. 8Mb M램은 100만(106)사이클이 가능했다.


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