주목받는 차세대 메모리 ‘MRAM’ 개발자를 만나다

MRAM은 NAND Flash 와 같이 전원을 꺼도 데이터가 유지되는 메모리지만, DRAM 수준으로 속도가 빠른 특성을 가지는 메모리 반도체인데요. 1992 년 이후 DRAM 분야에서 세계시장 1위를 지키고 있는 삼성전자 DS부문은 지난 3월 6일 28나노 FD-SOI(완전공핍형 실리콘 온 인슐레이터) 공정 기반 eMRAM(embedded Magnetic Random Access Memory, 내장형 MRAM) 솔루션을 업계 최초로 출하하며 관심을 모았습니다.

차세대 메모리 MRAM이 궁금하신 분들을 위해 MRAM이 무엇인지, DRAM과 어떤 차이점이 있는지 임직원 인터뷰를 통해 알아봤습니다.

DRAM에서 MRAM까지, 업계를 선도하는 삼성전자 메모리 기술

세계 최고의 기술을 바탕으로 25 년 이상 세계 1 위의 자리를 지키고 있는 삼성전자 DRAM, 그리고 차세대 메모리 MRAM 에 대해 듣기 위해 Foundry 사업부 김찬경 님을 만나봤는데요. 김찬경 님은 DRAM 메모리 설계 업무를 담당한 이후 현재는 Foundry 사업부에서 MRAM 을 설계하며 차세대 메모리 기술을 연구하고 있습니다.

Q. 먼저 DRAM이란 무엇이며, DRAM 이 왜 필요한가요?

모든 컴퓨터 시스템은 메인 메모리인 DRAM과 스토리지 메모리인 Nand Flash 메모리로 구성됩니다. DRAM은 컴퓨터 시스템의 메인 메모리로서 임시 저장장치에 해당하며 CPU가 원활히 동작하기 위해서는 대량, 고속의 DRAM이 반드시 필요한데요. 특히 현재의 컴퓨터 구조인 폰노이만 구조에서 DRAM은 매우 중요한 역할을 하죠.

Q. DRAM 기술은 어떤 방향으로 발전해왔나요?

끊임없이 발전해온 DRAM 기술은 3번의 큰 패러다임의 변화를 거쳤다고 생각합니다. DRAM 칩의 고밀도가 주요한 경쟁 요소가 되면서 칩 사이즈 축소(Shrink) 기술이 자리잡았고, 동작 속도 경쟁도 가속화되면서 대역폭(Bandwidth) 향상이 지속되고 있습니다. 또한, 모바일 시대가 도래하면서 저전력 경쟁이 큰 화두로 떠올랐는데요. 이렇듯 DRAM은 반도체 산업이 원하는 특성인 고밀도, 초고속, 저전력 등 모든 경쟁력을 갖추면서 메인 메모리로 자리잡았습니다.

Q. 차세대 메모리 MRAM 이란 무엇이고, 어떤 장점을 가지고 있나요?

MRAM은 기존 DRAM과 달리 저항성 메모리의 한 종류입니다. DRAM이 전류에 기반한 메모리라고 한다면, MRAM은 MTJ(Magnetic Tunnel Junction) 라고 하는 유닛 셀(Unit cell)의 저항 변화에 기반한 메모리인데요.

DRAM은 밀도, 대역폭, 전력 부분에서 큰 진전을 이루며 발전해 왔지만, 데이터를 유지하기 위해서는 사용하지 않는 순간에도 지속적으로 리프레시(Refresh) 동작을 하며 대기전력을 소모해야 합니다. 이에 반해 MRAM은 DRAM의 최대 약점인 리프레시 동작 없이도 오랜시간 데이터 보존이 가능한 장점이 있습니다. 그 이유로 현재의 컴퓨터 구조를 획기적으로 변화시킬 수 있는 유니버설 메모리(Universal Memory)로 주목받고 있습니다.

Q. 신성장 기술 MRAM의 미래는 어떤가요?

AI, Automotive, IoT 와 같이 새로운 응용처(Application)가 생겨남에 따라 그에 맞는 메모리 솔루션은 반드시 필요한데요. MRAM의 빠른 속도와 비휘발성을 이용해 기존의 다양한 메모리를 MRAM 한 칩으로 대체하려는 시도가 이루어지고 있습니다. 이렇듯 지속적인 연구개발을 통해 MRAM이 새로운 응용처에 주목받는 메모리로 성장할 것이라고 생각하고 있습니다.

지금까지 차세대 메모리고 주목받고 있는 MRAM에 대해 알아봤는데요. MRAM 기술에 대한 엔지니어들의 도전과 열정, 그리고 자부심을 느낄 수 있는 시간이었습니다. MRAM의 지속적인 성장을 많이 응원해주세요!