차세대 메모리 양산을 위한 첨단 장비가 발표되며, 반도체 업계의 차세대 메모리 도입 시기가 앞당겨질 전망이다.

글로벌 반도체 장비기업인 어플라이드 머티어리얼즈 코리아(대표 이상원, AMK)는 서울 삼성동 그랜드 인터컨티넨탈 서울 파르나스에서 기자간담회를 열고 차세대 메모리 양산을 위한 생산 솔루션을 17일 공개했다.

간담회에는 어플라이드 머트리얼즈 코리아 반도체 사업부 박래학 전무와 최범진 상무가 참석했다. 이날 최범진 상무를 통해 발표된 솔루션은 4차 산업혁명 핵심 기술인 사물인터넷(IoT), 클라우드 컴퓨팅에 사용되는 반도체를 생산용 플랫폼이다.

지난해 말부터 기계가 처리하는 데이터량은 인간의 생산량을 추월하기 시작했다. 2022년에는 기하급수적으로 증가해 인간의 10배 많은 10ZB(제타바이트)를 처리할 것으로 전망되고 있다. 현재는 D램, S램, 낸드플래시 등의 메모리 기술이 클라우드와 엣지 등에 보편화됐지만, 이 같은 처리량을 감당하기에는 크기와 비용, 전력효율 면에서 아직 부족한 실정이다.

이에 기존 메모리에 비해 차별화된 장점을 갖고 있는 M램(Magnetic RAM), PC램(Phase Change RAM), Re램(Resistive RAM)과 같은 차세대 메모리도 등장했지만, 신소재에 기반을 둔 복잡하고 섬세한 공정과정으로 인해 대량생산이 어려운 문제가 있었다.

AMK는 이날 이러한 차세대 메모리의 복잡한 공정을 자동화하고 불량률까지 최소화할 수 있는 양산 솔루션을 소개한 것이다.

새로운 솔루션은 차세대 메모리 제조에 사용되는 핵심 물질인 새로운 금속 물질들을 원자층 단위의 정밀도로 증착하는 장비다. AMK는 이에 대해 “차별화된 차세대 메모리를 상업적이고 안정적으로 생산하기 위해 개발된 회사 역사상 가장 발전된 시스템”이라고 말했다.

IoT에 적합한 M램 생산을 지원하는 어플라이드 머티어리얼즈의 새로운 ‘인듀라 클로버 M램 PVD(Endura Clover MRAM PVD)’는 고청정∙고진공 상태를 유지한 상태로 조합된 최대 9개의 웨이퍼 공정 챔버들로 구성된다. 이 플랫폼은 각각의 챔버당 최대 5개 개별 물질 박막을 증착할 수 있는 업계 최초의 대량 생산용 300mm M램 장비다.

PC램과 Re램을 위한 어플라이드 머티어리얼즈 ‘인듀라 임펄스 PVD(Endura Impulse PVD)’ 플랫폼은 차세대 메모리에 사용되는 다성분계 소재의 정밀한 증착과 통제가 가능하게 해주는 내장형 계측기(On-Board Metrology∙OBM)와 함께 최대 9개 웨이퍼 공정 챔버들로 구성된다.

OBM은 불량률을 최소화하기 위해 고안됐다. OBM에서는 매 공정마다 고정밀 센서를 활용한 실시간 모니터링을 진행해 문제 발생 시 즉시 피드백을 받아 교정할 수 있다. 그 정확도는 100분의 1까지 섬세하다. 문제가 발견됐을 때, 결과물을 밖으로 빼내 일일이 확인하는 수고를 덜 수 있고 교정 전까지 발생하는 불량 최소화도 가능하다. OBM의 경우, 전체 생산 공정에 적용도 가능해 활용범위가 넓을 것으로 기대되고 있다.

이번 발표를 진행한 최범진 AMK 상무는 “시장 요구에 따라 설계 복잡성은 높아지고 있다. 이를 해결하기 위한 공정이 개발돼 고객사로부터 호평을 받고 있다”며 “M램은 5개, PC램과 Re램은 8개 고객사들과 공동개발하고 있다”고 말했다.

물론, 차세대 메모리 시장은 이제 막 열리는 단계로 아직 활성화돼 있지는 않다. 이 같은 대량 생산 솔루션이 현 단계에서 필요한 가에 대해서는 논란이 있었지만, 박 전무는 “생산성에 맞지는 않아 아주 소규모로 구축해왔다”며 “PC램은 이미 양산 적용 중이다”라고 밝혔다.

이어 박 전무는 이 솔루션이 국한적으로 적용이 가능하고, 필요시 언제든 본격적인 양산이 가능한 점을 강조했다. 기존 컨셉에서 개선된 것으로, 수요 변화에도 능동적 대처가 가능하며, 지금 즉시 전체 메모리를 바꾸려는 취지로 소개된 솔루션도 아니라는 설명이다. 그는 “가까운 3년 내에 전체 메모리 시장 변화는 어렵다고 보여지지만 특별한 시장은 있다”며 차세대 메모리 시장 전망을 낙관했다. 올해 어플라이드 머트리얼즈의 판매계획은 1억 달러다.

김광회 기자 elian118@nextdaily.co.kr