삼성전자가 세계 최초로 20나노(1나노: 10억분의 1미터) 8기가비트(Gb) GDDR5(Graphics Double Data Rate 5) 그래픽 D램 양산을 시작했습니다.

■ 초당 DVD 12장 데이터 전송하는 초고속 솔루션 제공

이번 제품은 기존 4기가비트 GDDR5 D램(속도 7Gb/s)의 용량, 속도 한계를 극복해 업계 최대 용량인 8기가비트와 최고 속도인 8Gb/s를 최초로 구현했습니다. 8기가비트 GDDR5 그래픽 D램은 게임 콘솔 최대 용량인 8기가바이트(GB) 용량의 D램을 단 8개의 칩만으로 구성할 수 있는 대용량 D램입니다. (8기가비트 = 1기가바이트)

또한 일반 노트북에 8기가비트 칩 2개로 2기가바이트 그래픽 메모리를 구성하면 데이터 처리속도가 빠른 만큼 모니터 해상도를 높이고 소비전력을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 칩의 실장 면적을 절반으로 줄여 더욱 슬림한 노트북 디자인이 가능합니다.

특히 일반 D램(1,866Mb/s)보다 4배 이상 빠른 8Gb/s의 속도로 동작하는 2개의 칩이 각각 32개의 정보출입구(I/O)를 통해 초당 64기가바이트의 데이터를 처리할 수 있는데요. 이는 풀HD급 DVD 12장 정도의 데이터로, 초고화질(UHD) 컨텐츠를 더욱 부드럽고 선명하게 표현할 수 있습니다.

■ 향후 8Gb 이상의 초대용량 D램 출시로 프리미엄 시장 선점

한편 삼성전자는 업계에서 유일하게 양산하고 있는 20나노 8기가비트 D램으로 풀 라인업을 구축하고 지난 해 서버, 모바일 등 프리미엄 시장을 선점한 데 이어 금년에 그래픽 시장은 물론 노트북 등 보급형 IT시장까지 본격적으로 공략한다는 전략입니다.

삼성전자 메모리사업부 전략마케팅팀 최주선 부사장은 “이번 8Gb 그래픽 D램의 양산으로 게임 콘솔은 물론 일반 노트북까지 최고의 그래픽 솔루션을 제공하게 되었다.”며 “향후 20나노 D램 공급을 지속 확대해 글로벌 고객 수요 증가에 차질 없이 대응하고 프리미엄 메모리 시장의 성장세를 높여 나갈 것”이라 밝혔습니다.

향후 삼성전자는 8기가비트보다 큰 초고용량 D램을 출시해 프리미엄 시장을 선점하고, 20나노 6기가•4기가비트 D램 라인업을 연이어 출시하여 전체 D램 시장에서 20나노 D램의 비중을 지속적으로 높여 나갈 예정입니다.

☞ 삼성전자, 세계 최초 차세대 20나노 8기가비트 모바일 D램 양산
☞ 삼성전자, 세계 최초 ’20나노 8기가 DDR4 서버 D램’ 양산
☞ 삼성전자, 세계 최초 ’20나노 4기가비트 D램’ 양산
☞ 삼성전자 GDDR5 D램 미래창조과학부장관상 수상, 대한민국 멀티미디어 기술대상 시상식 현장

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■ 20나노 6기가 모바일 D램 양산으로 프리미엄 시장 확대 주도

삼성전자는 지난 3월 업계 최초로 컴퓨터용 20나노 4기가비트 DDR3 D램을 양산한 데 이어, 이번에 모바일 D램까지 20나노 제품을 양산함으로써 20나노 D램 시대를 열었습니다.

20나노 6기가비트 LPDDR3 모바일 D램은 초소형 칩으로 더욱 작고 얇은 패키지는 물론, 인터페이스 최고 속도인 초당 2,133Mb로 데이터를 전송하면서도 소비전력을 더욱 낮춤으로써 최고 수준의 ‘초박형, 초소형, 초고속’ 3기가바이트(GB) 솔루션을 제공합니다.

3기가바이트 제품은 6기가비트 모바일 D램 칩 4개를 하나의 패키지에 적층해 모바일 AP와 함께 POP(Package on Package) 형태로 고사양 스마트폰에 주로 탑재되는 제품으로, 삼성전자가 지난해 11월 업계 최초로 양산을 시작했는데요.

■ 향후 차세대 D램 라인업 출시로 제품 경쟁력 우위 지속 유지

특히 20나노 모바일 D램은 기존 양산 제품보다 생산성을 30% 이상 높여 향후 하이엔드 스마트폰과 태블릿은 물론 웨어러블 기기 등 빠르게 증가하고 있는 대용량 모바일 D램 시장을 선점할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

삼성전자 메모리사업부 마케팅팀장 백지호 상무는 “이번 20나노 모바일 D램은 시장 비중이 더욱 확대되고 있는 고성능 모바일 D램 시장을 선도해 나갈 가장 앞선 제품”이라며, “향후에도 프리미엄 시장은 물론 보급형 모바일 시장까지 적용할 수 있는 차세대 솔루션을 선행 출시해 사업 위상을 지속적으로 높여 나갈 것”이라고 강조했습니다.

삼성전자는 20나노 모바일 D램 라인업(8기가/6기가/4기가)을 연이어 출시해 프리미엄 대용량 모바일 D램 시장을 지속 선점해 나간다는 전략입니다.

※ 참고: 삼성 그린 메모리 홈페이지 (www.samsung.com/GreenMemory)

☞ 삼성전자, 세계 최초 ’20나노 4기가비트 D램’ 양산

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☞ 삼성전자, 세계 최초 ‘20나노 4기가 비트 D램’ 양산

낸드 플래시는 셀(정보저장의 최소단위)이 트랜지스터 하나로 구성되어 구조가 비교적 단순한 반면, D램은 셀이 트랜지스터와 캐패시터 적층구조로 구성되기 때문에 20나노 공정 미세화가 기술적으로 매우 어려웠습니다. 삼성전자는 이러한 D램 미세화 공정의 기술한계를 독자기술인 ‘개량형 이중 포토 노광 기술’과 ‘초미세 유전막 형성 기술’을 통해 극복한 것인데요.

아마 많은 분들이 20나노 D램에 적용된 신개념 ‘개량형 이중 포토 노광 기술’, ‘초미세 유전막 형성 기술’에 대해 궁금증을 가지셨을 겁니다. 이름만 들어도 어렵게 느껴지는 이 기술들은 과연 어떤 점에서 기존 기술과 차이가 있는 걸까요? 그리고 새로운 기술들을 적용했을 때는 어떤 장점이 있는 걸까요? 오늘은 삼성반도체이야기가 쉽고 간략하게 소개해 드리겠습니다!

■ ‘개량형 이중 포토 노광기술’, ‘초미세 유전막 형성기술’ 독자 기술로 공정 한계 극복

개량형 이중 포토 노광 기술

노광 기술(포토 리소그래피, Photo lithography)은 반도체 공정에서 웨이퍼 위에 감광액을 바르고 빛을 통과시킨 뒤 미세 회로를 그리는 기술입니다. 여기에 이중 포토(더블 패터닝, Double Patterning) 기술은 미세한 회로를 만들기 위해 회로를 두 번에 나눠 그리는 것인데요. 즉, 하나의 회로 패턴을 완성하기 위해 같은 자리에 노광 공정을 두 번씩 진행하는 것을 말합니다.

이렇게 두 번 노광을 진행할 경우 미세한 차이가 생길 수 있습니다. 노광 공정은 나노미터 단위의 섬세한 공정이기 때문에 빛 파장의 베리에이션으로 1나노미터의 오차가 발생하면 20나노미터의 회로가 양옆으로 1나노미터씩 늘어나 22나노미터 회로가 되고, 2나노미터의 오차가 발생하면 24나노미터 회로가 되는 것입니다.

특히 동작 속도가 빠른 4Gb D램의 경우 40억 개가 넘는 셀들에 특성 불량이 발생하지 않도록 조금의 오차도 없이 정확하게 그려야 하므로 더욱 어려운 과정이라고 할 수 있습니다.

하지만 삼성전자는 이번에 개량형 이중 포토 노광 기술을 개발함으로써 고속 동작에도 안정적으로 동작하도록 정확히 20나노미터에 맞춰 회로를 구성할 수 있게 되었습니다. 이로써 20나노 D램의 생산 비중을 빠르게 늘리고, 차세대 10나노급 D램도 적기에 양산할 수 있는 기반기술을 마련하게 되었습니다.

초미세 유전막 형성기술

D램은 셀을 구성하는 캐패시터에 전하가 있는지(1) 없는지(0)의 여부에 따라 0과 1의 디지털 신호를 구분합니다. D램 셀은 특성상 캐패시터 내의 전하 값을 매우 짧은 기간만 저장할 수 있는데요. 이 때문에 컴퓨터에서는 CPU의 주기에 맞춰 64ms로 리프레시 동작 모드를 통해 주기적으로 셀에 전기를 공급합니다. 하지만 셀 불량으로 전자가 리프레시 되기도 전에 방전되는 경우 전하 값이 달라지면서 원래 값을 인식하지 못하고 반도체가 오작동을 하게 되는데요.

따라서 캐패시터를 만들 때에는 전하가 너무 빠르게 새거나 옆 캐패시터 전하의 영향을 받아서 전하가 빠져 나가지 않도록 유전막을 형성합니다. 이 유전막은 전기선의 플라스틱 피복선 같은 절연막 역할을 하는데, 여기서 유전막의 균일성을 유지하는 것이 반도체 제조의 핵심공정이라고 할 수 있습니다.

삼성전자는 초미세 유전막 형성 기술을 통해 셀 캐패시터의 유전막 형성 물질을 옹스트롬(10분의 1나노) 단위로 초미세 제어함으로써 20나노에서도 우수한 셀 특성을 확보했습니다. 기존에 분자 단위의 물질을 사용하던 나노 공정을 나노의 1/10인 옹스트롬 단위의 원자구조 물질을 사용해 균일한 유전막을 만든 것입니다.

기존에 분자 물질로 유전막을 만들 경우에는 입자가 커서 균일한 막질을 형성하기 어려운데다 분자보다 엄청나게 작은 전자가 새지 않도록 유전막층을 더욱 두껍게 발라야 하는 어려움이 있었습니다. 그럴 경우 유전막층이 두꺼워져 트랜지스터 내의 전하의 저장량은 대폭 줄어들게 되는데요. 같은 조건에서 20나노 캐패시터를 만들 경우, 분자구조로는 더 작아진 트랜지스터에 균일한 유전막을 만들기가 매우 어려울 뿐만 아니라 전하의 저장량도 현격히 줄어들게 된다는 점입니다.

그래서 바로 25나노 캐패시터보다도 훨씬 작은 20나노 캐패시터에서 유전막이 얼마나 얇고 촘촘하게 작게 만들 수 있는지가 20나노 공정의 성공의 관건이 되었습니다. 이번에 양산에 성공한 20나노 D램은 물질의 최소단위인 원자 물질을 사용해 유전막을 형성함으로써 얇은 막으로도 촘촘한 절연층을 형성했기 때문에 셀을 구성하는 캐패시터에서 전하가 새지 않는 우수한 특성을 확보할 수 있었습니다.

기술 한계를 극복한 삼성전자의 20나노 4기가비트 DDR3 D램! 이 작은 칩안에 적용된 삼성전자의 신개념 기술들에 대해 조금은 이해가 되셨나요? 이를 통해 20나노 DDR3 D램 모듈은 PC에서 기존 25나노 대비 소비전력을 25% 절감할 수 있을 뿐만 아니라 글로벌 IT 업체들에 최고 수준의 ‘초절전 그린 IT 솔루션’을 제공하게 되었습니다. 초고속, 저전력, 고용량을 위한 삼성전자의 기술 혁신은 계속 됩니다! 앞으로도 삼성반도체이야기가 더 쉽고, 더 빠르게 반도체의 최신 기술 소식들을 여러분께 소개해 드릴게요~

출처 : 삼성 투모로우 (http://samsungtomorrow.com/)

☞ 삼성전자, 세계 최초 ’20나노 4기가비트 D램’ 양산

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20나노 D램은 2012년 삼성전자가 세계 최초로 양산한 25나노 D램보다 30% 이상, 30나노급 D램보다는 2배 이상 생산성이 높습니다.

■ 미세화 한계를 극복한 20나노 4기가비트 D램, 이 달부터 양산

삼성전자는 독자기술을 통해 기존 설비만으로도 20나노 D램 미세화 기술의 한계를 돌파하고 최소형 4기가비트 D램을 본격 양산함으로써 메모리 기술의 새로운 지평을 열었습니다.

삼성전자가 이번에 양산에 성공한 20나노 D램에 삼성전자의 신개념 ‘개량형 이중 포토 노광 기술’, ‘초미세 유전막
형성 기술’이 동시에 적용됐는데요.

낸드 플래시는 셀(정보저장의 최소단위)이 트랜지스터 하나로 구성되어 구조가 비교적 단순하지만, D램은 셀이 트랜지스터와 캐패시터 적층구조로 구성되기 때문에 20나노 공정 미세화가 더욱 어려웠습니다.

삼성전자는 이러한 D램 공정한계를 독자기술인 ‘개량형 이중 포토 노광 기술’을 통해 극복해 기존 포토장비로도 20나노 D램은 물론 차세대 10나노급 D램도 양산할 수 있는 기반기술을 마련한 것입니다.

또한 셀 캐패시터의 유전막을 형성하는 물질을 기존 나노단위에서 옹스트롬(10분의 1나노) 단위로 초미세 제어함으로써 균일한 유전막을 만들어 20나노에서도 우수한 셀 특성을 확보했습니다.

20나노 DDR3 D램 모듈은 PC에서 기존 25나노 대비 소비전력을 25% 절감할 수 있어 글로벌 IT 업체들에게 최고 수준의 ‘초절전 그린 IT 솔루션’을 제공합니다.

삼성전자 메모리사업부 전략마케팅팀장 전영현 부사장은 “저전력 20나노 D램은 PC 시장에서 모바일 시장까지 빠르게
비중을 확대하며 시장의 주력 제품이 될 것”이라며, “향후에도 차세대 대용량 D램과 그린메모리 솔루션을 출시해 글로벌 고객과 함께 세계 IT 시장 성장에 크게 기여할 것”이라고 밝혔습니다.

앞으로도 삼성전자는 10나노급 차세대 D램 제품을 선행 개발함으로써 반도체 기술의 한계를 극복하고 메모리 시장의 성장세를 지속적으로 주도할 계획이다.

한편 시장 조사기관 가트너에 따르면 세계 D램 메모리 시장은 올해 379억불로 작년 356억불 대비 20억불 이상 성장할 것으로 전망됩니다.

※ 참고 : 삼성 그린 메모리 홈페이지 (www.samsung.com/GreenMemory)

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■ 초고속 ’20나노급 DDR4 D램’ 양산으로 차세대 프리미엄 메모리 시장 선점

삼성전자가 업계 최초로 차세대 초고속 메모리 ‘DDR4’ 시대를 열었습니다.

삼성전자는 30일 차세대 데이터센터의 엔터프라이즈 서버에 탑재되는 최고 속도의 ’20나노급 DDR4 모듈’ 양산에 돌입했다고 밝혔습니다.

삼성전자가 세계 최고의 ’20나노급 16GB(기가바이트) DDR4 모듈’ 양산과 ’20나노급 32GB DDR4 모듈’ 출시를 통해 빠르게 성장하고 있는 대규모 엔터프라이즈 서버 시장 공략에 나선 것인데요.

이번에 양산되는 ’20나노급 DDR4 D램’ 제품은 2008년 ’50나노급 DDR3 D램’ 이후 5년만에 메인 메모리 시장을 전환하는 제품으로 세계 최소 칩 사이즈에 초당 데이터 처리속도가 2,667Mb/s 까지 구현됩니다.

이는 ’20나노급 DDR3 D램’보다 소비전력을 30% 이상 감소시키면서도 1.25배 빠른 속도를 구현한 것입니다.

삼성전자가 ’20나노급 DDR4 D램’을 탑재한 ’20나노급 32GB DDR4 모듈’을 본격 공급하면 현재 ’30나노급 8GB DDR3 모듈’이 주를 이루는 서버시장은 고성능 저전력 대용량의 ‘DDR4’ 시장으로 빠르게 전환될 전망입니다.

■ 차세대 데이터센터에 최적화된 초절전 그린메모리 솔루션 제공

엔터프라이즈 서버에 탑재되는 D램의 처리 속도를 높이면 시스템 처리 성능을 높이면서도 전체 소비 전력을 대폭 낮출 수 있으며, 대용량 메모리를 통해 최소 비용으로 시스템 전체 성능을 극대화해 투자 효율도 높일 수 있습니다.

삼성전자 메모리사업부 전략마케팅팀장 전영현 부사장은 “초고속 DDR4 모듈은 하반기 차세대 서버 탑재를 시작으로 프리미엄 메모리 시장에서 본격적인 수요를 창출해 나갈 것” 이라며 “내년에는 두 배 용량의 32GB DDR4 모듈을 중점 공급해 글로벌 고객들이 그린 IT 시장을 확대시키는데 기여할 것”이라고 말했습니다.

삼성전자는 업계 최소 칩 사이즈의 ’20나노급 DDR4 D램’ 양산을 통해 서버에서 모바일까지 전 제품군을 확보해 글로벌 IT 고객에게 최고의 저전력 고성능 그린 메모리 솔루션을 제공할 수 있게 됐습니다.

향후 삼성전자는 한 발 앞선 차세대 그린 메모리 제품과 솔루션 개발을 통해 독보적인 제품 경쟁력을 지속 유지하고 고객 가치 창출을 극대화 하는 차세대 그린 메모리 전략을 통해 IT 시장 성장을 지속 주도할 예정입니다.

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