- D램·낸드·시스템반도체 개선 작업 진행

[디지털데일리 김도현 기자] “반도체 시장은 계속 성장할 것으로 기대된다. 수요 증가와 성능 개선 요구에 따른 기술 혁신이 추진되고 있다.”

9일 삼성전자 반도체연구소장 김형섭 부사장은 이날 개막한 ‘세미콘코리아 2022’ 온라인 기조연설에서 이같이 말했다.

이날 김 부사장은 주요 제품의 개선 방향을 제시했다. D램과 낸드플래시의 경우 트랜지스터를 작게 만들어 소자 밀도를 높여 성능 개선하는 데 주력하고 있다. 트랜지스터는 데이터를 제어하는 역할을 한다. 저전력 환경 구현도 중점 포인트로 꼽힌다.

그는 “D램은 셀 크기를 구조와 소재 개선으로 지속 축소하고 있다. 데이터를 저장하는 캐패시터는 좁은 영역에 높은 용량 구현을 위해 초고층 형태로 만들기 시작했다”며 “구조적 변화와 더불어 전기 용량 극대화 차원에서 유전체 물질을 바꿔나가고 있다”고 설명했다.

낸드는 지난 2013년 수직구조로 변경한 이후 적층 단수를 높여나가고 있다. 김 부사장은 “V낸드는 단수를 높여 용량을 늘리기 위해 소재와 구조 혁신으로 세대를 이어가고 있다. 유전체 물질 전환 등도 고려 사항”이라고 언급했다.

시스템반도체에서는 소모전력 감소 및 성능 향상을 위해 파워 네트워크는 웨이퍼 뒷면에 배치하는 기술을 준비 중이다. 앞서 인텔이 소개한 ‘파워비아’와 유사한 방식이다. 파워비아는 파워선을 실리콘 기판 후면에 연결해 회로 구조를 효율화하는 기술이다. 신호선과 파워선이 혼용되면서 회로가 복잡해지고 간섭(노이즈) 현상이 발생하는 걸 막지하기 위해 개발됐다.

연구개발(R&D) 단계에 있는 공정 신기술도 일부 공개됐다. 원하는 물질을 원하는 표면에 증착하는 ‘셀렉티브 데파지션’이 대표적이다. 김 부사장은 “이를 구현하면 특정 표면에만 원하는 막을 증착하고 제어하는 것이 가능해진다. 3차원(3D) 측면 구조 증착도 할 수 있게 된다”고 전했다.

삼성전자는 원자 단위로 식각하는 ‘아토믹 레이어 에치’, 저온 환경에서 깊은 홀을 식각하는 ‘크라이오제닉 에치’ 등도 상용화를 앞두고 있다.

김 부사장은 삼성전자의 탄소 배출 감소 성과도 소개했다. 2020년 한 해 동안 재생에너지 활용으로 소나무 11억그루가 배출하는 이산화탄소를 저감했다는 후문이다. 그는 “더블데이터레이트(DDR)5 D램과 최신 솔리드스테이트드라이브(SSD) 등으로 교체하면 연간 3테라와트시(TWh)를 절약할 수 있다. 이는 뉴욕에 거주하는 전 가구가 4개월 동안 사용하는 전력량”이라고 이야기했다.

한편 반도체장비재료협회(SEMI)는 이날부터 오는 11일까지 서울 강남구 코엑스에서 반도체 전시회 세미콘코리아 2022를 연다. 이곳에서 450여개 국내외 반도체 기업이 기술력을 선보인다.