삼성전자, '5세대 10나노급' D램 첫 포문…불황 속 '초격차'

[이코노믹데일리] 삼성전자가 세계 최초로 12나노(㎚·1㎚=10억분의1m)급 공정을 적용한 16기가비트(Gb) DDR5 D램 양산을 시작했다. 이는 5세대 기준으로 10㎚급 공정을 의미하는데 글로벌 반도체 업계에서 회로 선폭이 가장 짧아 한 발 앞선 기술 경쟁력을 보여줬다는 평가다.

18일 삼성전자에 따르면 12㎚ D램은 이전 14㎚급 제품보다 생산성은 약 20%, 전력 소모 효율은 약 23% 개선됐다. 고용량 데이터를 처리하는 데이터센터에 적용하면 전기료를 절감할 뿐 아니라 탄소 배출량도 줄일 수 있다는 설명이다.

삼성전자는 유전율(K)이 높은 신소재를 사용해 전하를 저장하는 커패시터(축전기) 용량을 늘렸다. 유전율은 유전체(전기 유도 작용을 일으키는 물질)를 커패시터에 넣었을 때 전기 용량과 넣지 않았을 때의 전기 용량 간 비율을 뜻한다. 유전율이 커질수록 커패시터가 더 많은 전기를 저장할 수 있고 데이터 신호를 쉽게 구별할 수 있다.

D램은 커패시터에 저장된 전하로 1(전기가 흐르는 상태) 또는 0(전기가 흐르지 않는 상태)을 판별하는데 회로 선폭이 짧을수록 누설 전류가 생겨 데이터를 처리할 때 오류가 발생할 가능성이 커진다. 삼성전자는 커패시터 용량을 키움으로써 이러한 현상을 보완하고 오류를 줄였다.

삼성전자는 "동작 전류 감소 기술과 노이즈 저감 기술을 적용해 업계 최선단 공정을 완성했다"고 강조했다. 앞서 삼성전자는 지난해 12월 AMD와 12㎚급 D램 호환성 검증을 마치고 글로벌 정보기술(IT) 기업과 제품 양산을 위한 협력에 나섰다.

12㎚ D램은 최고 동작 속도를 7.2기가비트초(Gbps)까지 높였다. 1초에 30기가바이트(GB) 용량 UHD 영화 2편을 처리하는 속도다. 삼성전자는 고객 수요에 맞춰 12㎚급  D램 제품군을 늘려 데이터센터는 물론 인공지능(AI), 차세대 컴퓨팅 등 고성능 장치 시장을 공략할 계획이다.

최근 반도체 업황 반등 시점이 하반기가 유력하다는 관측이 나오는 가운데 12㎚ D램 최초 양산이 갖는 의미는 남다르다. 고성능 메모리 수요 회복이 이 무렵 본격화하는 데다 챗GPT를 비롯한 생성형 AI가 빠르게 확산하면서 5세대 최선단 D램이 불황 탈출을 견인할 것으로 기대된다.

이주영 삼성전자 메모리사업부 D램개발실장(부사장)은 "업계 최선단 12㎚급 D램은 차별화된 공정 기술력을 바탕으로 뛰어난 성능과 높은 전력 효율을 구현했다"며 "대용량을 처리할 컴퓨팅 시장 수요에 맞춰 고성능, 고용량을 확보할 뿐 아니라 높은 생산성으로 제품을 적기에 상용화해 D램 시장을 선도할 것"이라고 전했다.