어플라이드 “빠르면 2년 안에 차세대 메모리 시장 열린다”

17일 차세대 메모리 전용 ‘Endura Clover·Endura Impulse PVD’ 장비 공개

“4차 산업혁명 시대에는 D램과 낸드플래시의 특성을 동시에 갖춘 차세대 메모리에 대한 수요가 늘어날 것이다. 빠르면 2년 안에 M램, PC램, Re램 등의 차세대 메모리 채용이 늘어날 것으로 예상한다. 이에 삼성전자와 SK하이닉스 등의 메모리 업체들은 새로운 증착기술에 대한 수요가 많다. 아직 차세대 메모리(M램, PC램, Re램) 시장은 본격 개화되지 않았지만, 어플라이드 머티리얼즈는 이러한 변화에 대비해 차세대 메모리 생산 솔루션을 미리 공급해 제조업체들이 양산성을 갖도록 할 계획이다. 올해 차세대 메모리 생산 솔루션을 통해 글로벌 기준으로 1억달러의 판매목표를 달성할 계획이다. 이미 M램은 5개의 고객사와 PC램은 8개의 고객사와 연구·개발을 진행 중이다.”

어플라이드 머티리얼즈 코리아(이하 어플라이드)가 17일 서울 그랜드 인터컨티넨탈 호텔에서 간담회를 열고, 차세대 메모리 반도체 시장 공략을 위한 새로운 PVD(Physical Vapor Deposition·물리적 기상증착) 장비로 ▲Endura Clover PVD ▲Endura Impulse PVD 장비 등을 소개했다.

어플라이드는 삼성전자와 SK하이닉스 등 주요 메모리 반도체 제조업체에 자사의 차세대 메모리 증착장비를 선(先) 공급해 향후 개화될 차세대 메모리 시장에 대비하겠다는 계획이다. 우선 올해는 두 개의 PVD 장비로 글로벌 시장에서 1억달러(약 1천181억원)의 매출을 달성하겠다는 목표를 제시했다.

어플라이드 예측한 차세대 메모리 시장의 전망. (사진=지디넷코리아)

박래학 어플라이드 전무는 이날 간담회에서 “4차 산업혁명 시대에는 메모리 반도체에 대한 수요가 급격히 증가할 것”이라며 “특히, 비휘발성과 고속의 특징을 지닌 차세대 메모리에 대한 수요가 늘어날 것”이라고 차세대 메모리 시장 공략을 위한 자사 신규 증착장비 출시의미를 전했다.

어플라이드의 Endura Clover PVD와 Endura Impulse PVD 장비는 차세대 메모리 반도체 사용되는 핵심 물질인 새로운 금속 물질들을 원자층 단위의 정밀도로 증착할 수 있는 것이 특징이다.

박래학 전무는 “새로운 증착기술에 대한 요구가 삼성전자 SK하이닉스에 있었고, 이에 Endura Clover와 Endura Impulse PVD 장비를 준비했다”며 “올해 목표는 글로벌 기준으로 1억달러 판매목표를 달성하는 것”이라고 강조했다.

어플라이드는 차세대 메모리 시장에서 가장 먼저 개화될 것으로 예상되는 메모리 반도체로 M램과 PC램, Re램을 꼽았다.

최범진 어플라이드 상무는 “지난해 말 기계(기기)가 생산하는 데이터의 양이 사람이 생산하는 데이터의 양을 추월해 2ZB(Zetta Byte·10억테라바이트)를 기록했다”며 “3년 후에는 10ZB가 될 것으로 예상된다. 데이터의 폭발적인 증가가 일어나고 있지만, 기존 반도체의 구조에서는 집적도를 높여도 원하는 성능을 얻지 못하는 한계가 왔다. 빠르면 2년 안에 상당 부분 M램, PC램, Re램 등의 차세대 메모리 채용이 늘어날 것으로 예상한다”고 강조했다.

M램(Magnetic Random Access Memory·자기 저항 메모리)은 하드디스크 드라이브에서 사용되는 고감도 자성 소재들을 사용해 전원을 꺼도 데이터가 유지되는 비휘발성 특성을 갖추면서 동시에 플래시 메모리 반도체보다 데이터 처리가 빠른 메모리 반도체를 말한다. 이는 전원이 꺼져도 소프트웨어(SW)와 데이터를 유지할 수 있어 병목 현상을 줄이기 위한 범용 메모리인 캐시에 사용되는 S램을 대체할 것으로 예상된다.

특히, 어플라이드는 M램이 사물인터넷(IoT) 기기의 소프트웨어(SW), 인공지능(AI) 알고리즘을 저장하는 용도에 가장 적합한 메모리 후보라고 예측했다. 이는 M램이 IoT 칩을 생산하는데 크기를 줄여 비용을 절감할 수 있는 이점이 있기 때문이다.

Endura Clover, Endura Impulse PVD 장비 요약 설명. (자료=어플라이드)

Endura Clover PVD 장비는 이 같은 M램의 생산에 사용되는 전용 장비다. 이 장비는 고청정·고진공 상태를 유지한 상태로 조합된 최대 9개의 웨이퍼 공정 챔버들로 구성되는데 업계 최초로 12인치(300mm) 웨이퍼에서 각각의 챔버당 최대 5개 개별물질을 박막 증착할 수 있는 시스템을 갖췄다.

최범진 상무는 “M램은 진공을 유지한 상태로 최소 30층 이상의 정밀한 박막의 연속 증착이 요구된다. 원자 지름 정도의 작은 두께 변화만으로도 전체 메모리 소자의 성능과 신뢰도에 중대한 영향을 미칠 수 있다”며 “어플라이드의 장비는 최소 30층 이상, 10개 이상의 개별물질 박막 증착을 연속할 수 있는 통합 솔루션을 제공한다. 이 장비는 증착한 박막들의 두께를 외부 대기에 노출될 위험 없이 1A(Angstrom·100억분의 1미터) 이하의 정밀도로 측정 및 모니터링해 원자수준의 박막 균일도를 보장하는 내장형 계측기(On-Board Metrology·OBM)도 탑재하고 있다”고 강조했다.

PC램(Phase Change Random Access Memory·상변화 메모리)은 DVD 디스크에 사용되는 상변화 소재를 이용한 메모리 반도체다. 상변화 소재를 비결정질과 결정질 등으로 상태 변화시키고, 그로 인해 발생된 소재의 저항 차이를 이용해 데이터를 저장하는 방식이다. Re램(Resistance Random Access Memory·저항메모리)은 퓨즈와 유사한 기능을 하는 신소재를 사용한 반도체를 말한다. 수 십억 개의 셀 중에 원하는 각각의 셀에 선택적으로 필라멘트를 형성시키고, 여기서 발생하는 전기 전도도의 차이를 이용해 데이터를 저장한다.

어플라이드는 Re램과 PC램이 앞으로 클라우드 시스템 영역에서 채용이 급격히 증가할 것으로 예측했다.

최범진 상무는 이에 대해 “클라우드 데이터센터는 앞으로 데이터 양의 기하급수적인 증가가 예상되는데 서버와 저장 시스템 사이에 연결된 데이터 경로의 속도, 저장 시스템의 전력 소모를 개선해야할 필요성이 높다”며 “Re램과 PC램은 서버용 D램과 저장장치 사이의 가격과 성능 측면에서 그 격차를 채워줄 수 있는 스토리지급 메모리로 사용될 수 있다”고 설명했다.

아울러 “Re램과 PC램은 3D 낸드플래시와 유사한 적층 구조로 셀(데이터저장공간)을 배열할 수 있어 제조업체가 세대별로 제품의 메모리 레이어(층)를 계속 추가해 용량을 지속 증가시켜 제조 비용을 절감할 수 있다”고 덧붙였다.

PC램 및 Re램 전용 장비인 Endura Impulse PVD는 다성분계 소재의 정밀한 증착과 통제가 가능한 것이 특징이다. Endura Clover 장비와 마찬가지로 내장형 계측기가 제공되며 최대 9개의 웨이퍼 공정 챔버들로 구성됐다.

최범진 상무는 “PC램과 Re램은 생산 공정에서 비결정질과 결정질 소재에 대한 제어(균일도 유지 등)가 어려운데 이게 성능을 좌우한다. 불순물(경화 되는 요소 등)이라도 있으면 큰 문제가 될 수 있다”며 “어플라이드는 진공상태에서 초박막 증착부터 계측까지 모두 가능한 시스템을 만들었다. 내부 실험결과, 기존보다 기기 성능은 20%, 반복쓰기는 100배 정도 향상시키는 결과를 얻었다. 고객사도 성능 개선을 인정하는 분위기”라고 자신감을 내비쳤다.