메모리사업부는 올해 한 번 더, 세계 최초·최선단 14나노 기반의 고용량을 탑재한 초고속 D램인 D1a를 개발해 글로벌 시장을 놀라게 했습니다. D1a는 Multi-EUV 기반 패터닝 기술과 새로운 셀 트랜지스터 및 캐패시터 소자를 적용했는데요. 이를 통해 단일 패키지 내 최대 용량은 64GB, 모바일용 최고 속도는 8.5Gbps나 구현할 수 있어 HPC부터 스마트폰까지 초고용량·고속이 요구되는 4차 산업혁명에서 중추적 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.

한편, D1a는 2022년 대한민국 최고의 기술로 선정되어 12월 7일 산업통상자원부가 주관하고 포상하는 ‘2022 대한민국 산업기술 R&D 대전’ 행사에서 ‘대통령상’을 수상했습니다.

대한민국 산업기술 R&D 대전은 산업기술혁신사업으로 수행한 R&D 성과를 국민에게 홍보하고 국내외 산·학·연 간의 기술 이전 및 소통의 장을 열고자 마련된 행사입니다. 대한민국 기술대상은 우리나라 산업기술의 우수성을 홍보하는 동시에 산업기술인의 기술개발 의욕을 고취하기 위해 정부에서 수여하는 상으로 반도체·기계·바이오 등 대한민국 산업을 견인해온 혁신 기술이 선정됩니다.

2022 대한민국 산업기술 R&D 대전 현장 스케치

12월 7일부터 9일까지 3일간 개최된 대한민국 산업기술 R&D 대전은 시상식과 함께 온·오프라인 전시도 진행했습니다. 코로나19 팬데믹 이후 최초로 전면 오프라인으로 개최된 만큼 관람객들의 관심도 뜨거웠는데요. 삼성전자 반도체는 전시장 기술대상관에 대통령상을 수상한 D1a(칩, 패키지, 웨이퍼, 모듈) 과 V8(칩, 패키지, 웨이퍼), Computational Memory (HBM-PIM, Smart SSD) 등의 메모리 제품들을 선보였습니다.

시상식이 거행된 후 VIP를 대상으로 삼성전자 반도체의 제품과 기술을 소개하는 시간도 이어졌습니다. 특히 D1a는 기술 개발기부터 고도화된 성능, 앞으로의 활용 전망까지 관람객들의 높은 관심을 받았는데요. D1a는 반도체 업계와 글로벌 시장에 어떤 의미를 더했을까요?

차세대 반도체 기술로 국가 경제 발전에 기여하다

삼성전자 반도체는 세계 최초·최선단 14나노 공정(10나노 4세대 1a급) 기반의 고용량, 초고속 D램을 개발하기 위해 설계·공정 분야의 핵심 요소 기술 개발과 기술을 고도화했습니다. 특히 Multi-EUV 기반 패터닝 기술과 새로운 Cell Transistor/Contact/Capacitor 기술 분야에서 기술 초격차를 이뤄냈는데요. 특허 141건의 출원을 통해 차세대 반도체 기술을 이끌어갈 국가적 산업재산권까지 확보했습니다.

또 D1a를 양산하기 위해 삼성전자 반도체 평택사업장에 차세대 프리미엄 10나노 4세대 D램 양산 라인을 새로 건축해 수천 명의 일자리를 창출했으며, 소재와 부품, 장비 등 국내업체의 성장을 견인해 국가 경제 발전에도 기여했습니다.

D1a는 다양한 분야에 활용되고 있습니다. 그 예로, 웨어러블 디바이스, AI, Smart Car 등 빅데이터 기반 응용처 등에 D1a가 적용된 제품이 사용되는데요. 14nm D램 기술은 클라우드·서버의 속도와 안정성을 향상하고 초고속 모바일 서비스 제공을 가능하게 해 사회 전반에 걸쳐 편의성과 삶의 질을 높일 것으로 기대됩니다.

한계를 뛰어넘어 초격차 기술을 일군 임직원들

시장을 선도하고 업계 성장과 국가 경제 발전에까지 기여한 세계 최초·최선단 14나노 공정 기반의 고용량 초고속 D램. 대한민국 기술대상 대통령상 수상은 한계를 잊고 초격차 기술에 매달린 메모리사업부 DRAM개발실 임직원들의 뛰어난 역량과 헌신적인 노력이 있었기에 가능했습니다. D1a 개발을 주도한 임직원들을 만나 수상 소감과 앞으로의 목표에 대해 들어보았습니다.

한편, 글로벌제조&인프라총괄 Foundry YE팀장 홍영기 부사장도 동탑산업훈장을 수상했습니다. 업계 최초로 1억 화소 이미지 센서 양산화에 성공하고 5나노 시스템 반도체 양산에 성공한 공적을 인정받았습니다.

세상의 모든 혁신은 ‘불가능하다’는 편견을 깨며 시작됩니다. 세계 최초·최선단 14나노 공정 기반의 고용량 초고속 D램 역시 개발 과정에서 수많은 장벽을 맞닥뜨려왔습니다. 한계를 압도적 차이로 뛰어넘고 불가능을 가능으로 전환해 마침내 대한민국 기술대상 대통령상을 수상한 삼성전자 메모리사업부. D1a를 넘어 새로운 도전을 시작한 이들의 행보를 기대해주세요.

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이날 삼성전자도 EUV 적용 7nm 로직 공정 기술에 대한 국무총리상과 산업기술진흥의 공로로 동탑산업훈장과 산업통상자원부 장관상을 수상했습니다. 대한민국 기술인들이 함께 모여 한 해의 결실을 축하하던 특별한 현장으로 초대합니다.

기술혁신으로 산업을 재편하다, 2019 대한민국기술대상

2019 대한민국기술대상 시상식의 개회사를 맡은 산업기술평가관리위원회 정양호 원장은 “지난 1년 동안의 연구개발 성과를 정리하고 여러분의 고생을 치하하기 위해 모인 자리에 제가 함께할 수 있어 기쁘다”라며, “앞으로도 기술인들의 혁신성장을 위한 씨앗이 될 수 있는 기반을 마련하기 위해 노력하겠다”고 밝혔습니다.

산업통상자원부 정승일 차관 또한 “눈부신 발전을 거듭하며 세계 주요 사업분야에서 시장을 선도해 나가고 있는 수상자 분들 모두 축하 드린다”라며, 현재 성과에 안주하지 않는 끊임없는 혁신의 필요성을 강조하면서 “여러분이 끊임없는 기술혁신으로 꽃을 피워나가시길 바라며, 정부도 그 노력을 지원하기 위해 최선을 다하겠다”고 환영사를 전했습니다.

초미세 회로 구현을 위한 고난이도 기술, EUV(극자외선)적용 7nm 로직 공정

축사 및 환영사에 이어 본격적인 시상식이 시작되었습니다. 삼성전자는 2013년 세계 최초로 3차원 V낸드 반도체로 대한민국 기술대상 대통령상을 수상한 이래 2014년 20나노 D램, 2017년 64단 3차원 V낸드를 양산하며 영예를 안았는데요.

올해 또한 삼성전자 Foundry사업부에서 EUV(극자외선, Extreme Ultra Violet)를 적용한 7나노미터 로직 공정 기술을 개발해 삼성전자 반도체연구소 Logic TD팀 조학주 상무가 대표로 단상에 올라 ‘2019 대한민국 기술대상’ 국무총리상을 수상했습니다.

삼성전자는 반도체 웨이퍼에 파장이 짧은 빛을 사용해 미세 회로를 그리는 방식인 EUV 기술을 적용했습니다. 이를 통해 패터닝의 한계를 극복하는 초미세 공정으로 지난 4월 세계 최초로 7나노 제품 양산에 성공했는데요.

EUV는 기존 불화아르곤(ArF)에 비해 파장이 짧아 세밀한 회로 패턴 구현이 가능할 뿐 아니라 멀티 패터닝 공정 축소로 성능과 수율이 향상된다는 장점이 있습니다. 7나노 EUV 로직공정은 기존 회로 패턴을 만드는데 진행되는 노광공정 횟수를 5배 정도 축소하는 성과를 달성했는데요. 또한 더 미세한 회로 패턴 형성을 가능케해 5나노, 4나노 등의 미세 공정 개발 가속화에 기여하고 있습니다.

삼성전자 반도체연구소에서 로직 공정 개발을 담당하는 조학주 상무는 새로운 기술에 대한 삼성전자의 노력은 계속될 것이라며 다음과 같은 소감을 전했습니다.

“EUV 양산화를 세계 최초로 실현한 것은 설비, 소재, 공정 관련 많은 연구원들이 오랫동안 밤낮없이 노력한 결과입니다. 이번 기회에 인정받게 되어 감사드리며, 향후 기술을 더욱 발전시켜, 다가올 AI 시대에 필요한 여러 형태의 로직 및 메모리 제품 개발의 핵심 동력이 되도록 하겠습니다.”

초격차 기술 실현으로 이룬 기술 리더십

이날 2019 대한민국기술대상에서는 오랜 기간 헌신적인 노력으로 산업기술 진흥에 이바지해온 유공자에 대한 산업기술진흥 훈장 시상도 진행되었습니다.

삼성전자는 국무총리상 외에도 세계 최초 SSD 시장 창출 및 고성장 주도에 기여한 공로로 원순재 상무가 동탑산업훈장을 수상, 세계 최초 프리미엄 256GB 3DS RDIMM 시장을 창출한 공로로 김도형 수석이 산업부 장관상을 수상하였습니다. 두 주인공을 만나 간단한 소감과 기술에 대한 이야기를 나누어볼까요?

Q. 산업기술진흥 유공자로 동탑산업훈장을 수상하신 소감 부탁드립니다.

원순재 상무: 엔지니어로서 제 개발 업적을 인정받아 매우 기쁘지만 앞으로 더 좋은 기술과 제품 개발을 위해 노력해야 한다는 책임감도 동시에 느낍니다. 저 혼자는 절대로 이룰 수 없었던 엄청난 일들인 만큼 오랜 시간 같이 해준 동료들께 영광을 돌리고 싶습니다. 또한 더 나은 메모리 제품을 개발할 수 있도록 기회를 열어주신 메모리사업부장님과 Solution개발실장님께도 감사드립니다.

Q. 이번 수상의 바탕이 된 기술과 공적에 대해서 설명 부탁 드립니다.

원순재 상무: 세가지 정도 말씀드린다면, 2012년 평판 낸드(Planar NAND)로 TLC(3비트) SSD 개발과 2014년 V-낸드 적용 TLC SSD 개발을 첫 번째로 꼽을 수 있을 것 같습니다. 삼성전자가 세계 최초로 3비트 낸드를 적용한 SSD 개발할 때 3비트 SSD 전용 컨트롤러를 개발한 건데요. 하나의 셀에서 3비트를 센싱하는 3비트 낸드의 성능저하를 방지하기 위해 고신뢰성 ECC(error correction code) 개발 및 고성능 Queuing 기술을 SSD 컨트롤러에 적용함으로써 성능을 SATA 인터페이스의 이론적 한계까지 끌어 올렸습니다. 특히 랜덤 읽기 모드에서 100K IOPS를 업계 최초 구현했는데 이는 경쟁사 대비 3년이나 앞선 극한의 성능이었으며, 현재도 SATA 인터페이스의 업계 최고 성능을 지속 유지하고 있습니다.

두 번째로는 초고속, 초절전 NVMe SSD 개발입니다. 고성능을 실현하면서 동시에 idle 파워 2mW를 경쟁사보다 2년 앞서 구현하였습니다. 이로써 당사는 강력한 SSD 경쟁력으로 시장을 주도할 수 있었습니다.

마지막은 SSD 개발팀장으로서 2.5″ 폼팩터의 한계를 뛰어넘는 32TB SAS SSD를 개발한 것입니다. 이를 통해 성능뿐 아니라 용량측면에서도 삼성의 경쟁력을 확고히 하였고 현재까지 업계 유일하게 양산하고 있습니다.

Q: 수상 이후 목표가 있다면 무엇인가요?

원순재 상무: 플래시 스토리지 시장은 앞으로 계속 커질 것입니다. 보편화 되고 있는 5G 이동 통신, 메가 데이터 센터의 클라우드 서비스 확대, 머신 러닝 등이 이런 성장을 가속할 것으로 보이는데요. 삼성이 플래시 스토리지 시장에서 절대 강자로서 위상을 지키고 시장을 이끌어 갈 수 있도록 최선을 다할 예정입니다.

Q. 산업기술진흥 유공자로 선정되신 것을 축하 드리며, 수상하시게 된 소감 부탁 드립니다.

김도형 수석: 산업기술인으로서 이런 상을 받게 되어 매우 기쁘고 영광스럽습니다. 사업부내 많은 관련 부서들과 협업을 통해 어려운 난제들을 극복하고 결국 목표를 달성해내는 모습을 봐왔는데요. 집단 역량의 힘이 얼마나 큰 일을 이루어 내는지 절감했기에 DRAM개발실장님을 비롯한 DRAM Solution 팀장님, 팀원분들, 또한 함께 해주신 모든 관련부서 실무자분들에게 감사하다는 인사를 전하고 싶습니다.

Q: 이번에 수상의 바탕이 된 기술에 대해서 설명 부탁 드립니다.

김도형 수석: 2013년 DDR3 RDIMM 최대 속도 1,866Mbps 달성 및 수동소자 데미지 불량 제로화 설계를 통해 D램 매출 확대 및 품질을 높일 수 있었습니다.

이를 시작으로 2018년 DDR4 RDIMM에서 고원가 TSV(Through Silicon Via, 실리콘 관통 전극) 공정 없이도 최고 속도 2,933Mbps, 역대 최대 용량인 256GB 3DS RDIMM 제품을 구현해 냈는데요. 기존 대비 2배 가격의 울트라 프리미엄 서버 시장을 창출하게 됐고, 경쟁사는 아직까지도 시장 진입을 못하고 있는 만큼 초격차, 절대 경쟁력을 갖춘 제품입니다. 시장 선점을 통해 D램 매출 400억불 시대를 여는 데 기여한 공로를 인정받지 않았나 생각합니다.

Q: 수상 이후 목표가 있다면 무엇인가요?

김도형 수석: 현재는 메모리 가치 창출을 위해 시스템/PCB 보드 솔루션 개발 업무를 하며, 매년 한 단계씩 목표 상향되는 고속, 대용량 모듈 제품 개발에 집중하고 있는데요. 앞으로 회사와 동료들이 이루어 낼 수 많은 성과들이 기대되는 만큼 저도 제가 그 자리에 함께 하는 것에 자부심을 가지고 지속적으로 업계 기술 리더십을 이어가도록 하겠습니다.

지금까지 기술혁신을 통한 제조업 르네상스를 꿈꾸는 이들과 함께 2019 대한민국기술대상 시상식 현장 함께했는데요. 앞으로도 혁신적인 기술개발로 세계 반도체 시장을 선도해 나갈 삼성전자의 도전에 많은 관심 부탁 드립니다.

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■ 초미세 20나노 D램, 대통령상-10대 신기술 동시 선정

이번에 삼성전자의 초미세 20나노 D램은 대상인 대통령상 수상제품으로 선정됐다. 이로써 삼성전자는 지난 2012년 ‘갤럭시 노트2’, 2013년 3차원 셀 구조 V낸드에 이어 3년 연속 ‘대한민국 기술대상’ 대통령상을 받게 됐습니다.

삼성전자는 또 세계 최초 벤더블 UHD TV, 광대역 LTE-A 스마트폰, 개인용 냉∙난방 기기를 위한 초소형 압축기 기술이 장관상을 받으며 주요 사업부문에서 수상작을 배출했는데요.

산자부가 주관하는 ‘대한민국 기술대상’은 국내 최고 권위의 산업기술 시상식으로, 관련 산업에 파급효과가 큰 신기술을 개발한 기업과 유공자들을 선정해 시상하고 있습니다. 개발성과가 뛰어난 10개 기술은 ‘대한민국 10대 신기술’로 지정합니다.

■ 올해 벤더블 UHD TV’, 광대역 LTE-A 스마트폰, 개인냉난방 기기용 초소형 압축기 기술 등 장관상도 3개 받아

지난 3월 세계 최초로 양산에 성공한 20나노 D램은 현재까지도 삼성전자만이 생산하고 있는 혁신제품으로, 독보적인 기술을 적용했습니다.

삼성전자의 20나노 공정은 기존 D램의 미세화 한계를 극복했을뿐만 아니라, 향후 10나노급 D램을 생산하기 위한 기반기술로 평가받고 있습니다. 이를 적용한 20나노 D램은 기존 대비 속도가 한층 빠르면서도 소비전력은 낮으며, 제품을 더욱 작게 만들 수 있게 해주는데요.

삼성전자는 지난 3월 20나노 PC용 D램의 양산에 성공한 이후 지난 9월 모바일 D램, 10월엔 서버용 D램에도 20나노 공정을 적용하는데 성공하며, 세계 최초로 20나노 D램의 풀라인업을 구축했습니다. 향후 20나노 D램으로 PC에서 모바일, 서버 시장까지 점유율을 지속 늘리며 글로벌 IT시장의 성장을 주도한다는 계획입니다.

이번에 장관상을 받는 UHD 벤더블 TV는 리모컨으로 평면과 곡면을 마음대로 선택 할 수 있고, 기존 평면 TV의 기능은 물론 곡면 TV의 몰입감과 현장감을 동시에 제공하는 세계 최초의 TV입니다. 또한 깊이감을 극대화한 ‘원근강화엔진(Auto Depth Enhancer)’ 등 차별화한 화질기술이 편안하고 몰입감이 높은 시청경험을 제공합니다.

삼성전자는 2013~2014년 국내 정보통신기술 분야의 최고 권위상인 ‘대한민국 멀티미디어 기술대상’에서 85형 UHD TV, 커브드 UHD TV로 2년 연속 대통령상을 거머쥔 데 이어, 또 한 번 세계 1위 TV 기업으로 위상을 입증했습니다.

삼성전자는 지난 6월 세계 최초로 현존 이동통신 중 가장 빠른 광대역 LTE-A를 지원하는 ‘갤럭시 S5 광대역 LTE-A’ 스마트폰을 출시했습니다. 광대역 LTE-A는 이론상 최대 225Mbps(1초에 28MB 전송)의 다운로드 속도를 지원하며, 이 통신망을 이용해 1분 동안 MP3 음악파일(4MB)을 420개 이상 내려 받을 수 있습니다.

삼성전자는 ‘갤럭시 S5 광대역 LTE-A’를 시작으로 ‘갤럭시 노트4’, ‘갤럭시 노트 엣지’ 등 스마트폰뿐만 아니라 ‘갤럭시 탭S 광대역 LTE-A’ 10.5형 등 태블릿도 선보이며, 소비자들에게 초고속 모바일 경험을 제공하고 있습니다.

삼성전자는 지난 2011년 LTE 스마트폰, 2013년엔 LTE-A 스마트폰을 각각 국내 최초로 출시하며 모바일 시장의 주도권을 강화해왔습니다.

기존 컴프레서와 비교해 무게와 크기를 75% 이상 줄이면서 효율은 35%나 높인 ‘삼성 미니 로터리 컴프레서’의 압축기 기술도 이번 장관상 수상대상으로 선정됐습니다. 삼성전자는 고효율 모터설계기술, 냉매손실을 최소화하는 압축기술, 초정밀 가공기술 등을 집약시켜 이번 차세대 컴프레서를 완성했습니다.

삼성전자는 이같은 컴프레서의 초소형화를 바탕으로 개인용•이동형 냉∙공조 기기를 구현할 수 있는 기반을 마련했습니다. 이번 기술로 컴프레서의 외형의 줄이는 동시에 유효체적을 높이면서, 냉∙공조 기기의 글로벌 경쟁력을 높일 것으로 기대하고 있습니다.

한편 ‘2014 대한민국 기술대상’ 시상식은 13일 오후 4시부터 서울 양재동 엘타워에서 정부, 학계 주요 인사와 산업계

최고경영자(CEO)들이 참여한 가운데 열립니다.

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