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.

전동엽 기자 다른기사 보기