전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 전기·전자

속보

더보기

HBM도 결국 D램…삼성이 3D 셀 구조 연구하는 이유

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

AI 핵심 요약

beta
분석 중...
  • 삼성전자가 23일 imec·KU루벤·램리서치와 산화물 반도체 채널 기반 모놀리식 3D D램 공동 논문을 발표했다
  • HBM·서버용 D램 경쟁력 강화와 함께 셀을 수직 적층하는 3D D램·새 채널 소재 연구로 미세화 한계 이후를 준비하고 있다
  • 현재 D램 1위인 삼성전자는 중국 추격과 장기 집적도·전력 한계에 대응하기 위해 단기 제품 경쟁과 중장기 구조 전환 연구를 병행하고 있다

!AI가 자동 생성한 요약으로 정확하지 않을 수 있어요.

산화물 반도체 적용한 3D 셀 구조 연구
D램 점유율 1위 유지…미세화 한계 대응

[서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 삼성전자가 고대역폭메모리(HBM)와 서버용 D램 등 인공지능(AI)용 고부가 제품 경쟁력을 높이는 동시에, 기존 평면 D램의 미세화 한계를 넘어설 차세대 구조 연구를 병행하고 있다.

당장은 HBM과 고용량 D램 수요에 대응하면서도 장기적으로는 셀 자체를 수직으로 쌓는 3차원(3D) 구조와 새로운 채널 소재를 검토해 미래 D램의 집적도와 생산성 한계에 대비하려는 전략이다.

23일 반도체 업계에 따르면 삼성전자 소속 연구자는 최근 유럽 반도체 연구기관 imec과 루벤가톨릭대학교(KU Leuven), 반도체 장비업체 램리서치(Lam Research) 연구진과 산화물 반도체 채널을 적용한 모놀리식 3D D램 구조를 다룬 공동 논문을 발표했다.

[AI 이미지=김정인 기자]

◆ HBM은 칩 적층…3D D램은 셀 구조 전환

HBM과 3D D램은 모두 '쌓는다'는 공통점이 있지만 적층 대상과 목적이 다르다. HBM은 완성된 D램 칩 여러 개를 수직으로 쌓아 한 번에 더 많은 데이터를 주고받도록 만든 제품이다. 반면 3D D램은 하나의 칩 안에서 정보를 저장하는 셀 자체를 수직으로 세우거나 여러 층으로 구성해 집적도를 높이는 기술이다.

현재 D램은 트랜지스터 1개와 커패시터 1개로 셀을 구성한다. 셀을 평면에서 계속 작게 만들면 커패시터에 저장할 수 있는 전하량이 줄고, 트랜지스터가 꺼진 상태에서 새는 전류를 관리하기도 어려워진다.

3D D램은 셀을 옆으로 더 줄이는 대신 위쪽 공간을 활용한다. 같은 면적에 더 많은 셀을 배치할 수 있지만 층마다 트랜지스터와 커패시터를 만들고 배선을 연결해야 해 공정 난도가 높다. 적층 수가 늘어날수록 배선 사이의 신호 간섭과 소자 신뢰성도 함께 관리해야 한다.

이번 공동 논문은 3D D램의 채널 소재로 산화물 반도체인 인듐·갈륨·아연 산화물(IGZO)을 적용하는 방안을 다뤘다. IGZO는 트랜지스터가 꺼진 상태에서 새는 전류가 적고 증착 방식으로 형성할 수 있어, 여러 소자층을 차례로 쌓는 구조의 후보 소재로 연구되고 있다.

연구진은 산화물 반도체를 적용할 경우 누설전류 부담을 낮출 가능성과 함께, 수직 적층 과정에서 워드라인과 비트라인 사이의 전기적 간섭이 커질 수 있다는 점도 제시했다. 

삼성전자 평택사업장 전경 [사진=삼성전자]

◆ D램 시장 선두…미래 구조 연구 병행

삼성전자가 3D D램을 연구하는 배경에는 AI 시장 확대와 D램 미세화 한계라는 두 가지 변화가 맞물려 있다.

AI 데이터센터 투자가 늘면서 HBM과 고용량 서버용 D램 수요는 빠르게 증가하고 있다. 삼성전자는 당장 HBM과 서버용 D램의 성능과 생산능력을 높여 시장 수요에 대응해야 한다.

그러나 HBM 역시 내부에는 기존 D램 셀을 사용한다. 칩을 높게 쌓고 데이터 통로를 넓히더라도 개별 D램 셀의 집적도와 전력 효율을 지속적으로 높여야 HBM의 용량과 성능도 함께 개선할 수 있다.

결국 HBM 경쟁이 고도화될수록 패키징뿐 아니라 D램 셀 자체의 기술 혁신도 중요해진다. 기존 평면 D램의 미세화가 한계에 가까워지면 셀을 수직으로 쌓거나 소재를 바꾸는 구조적 전환이 필요할 수밖에 없다.

삼성전자는 현재 평면 D램의 미세공정 전환을 이어가는 동시에 3D 구조와 새로운 채널 소재를 검토하는 선행연구를 병행하고 있다. 단기 제품 경쟁과 중장기 기술 전환을 동시에 준비하는 것이다.

시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 삼성전자는 올해 1분기 매출 기준 세계 D램 시장에서 38%의 점유율로 1위를 기록했다. SK하이닉스는 29%, 중국 창신메모리테크놀로지(CXMT)는 8%를 차지했다.

삼성전자가 현재 시장 지배력을 유지하려면 HBM과 서버용 D램의 경쟁력을 높이는 데 그치지 않고, 중국 업체의 범용 D램 추격과 장기적인 미세화 한계에도 대비해야 한다.

이번 논문은 삼성전자의 3D D램 양산 시기나 구체적인 제품 계획을 담은 자료는 아니다. 실제 소자 제작이나 실험 검증도 완료되지 않았다.

다만 삼성전자 연구진이 해외 연구기관과 장비업체 연구진과 함께 셀 구조와 채널 소재를 동시에 바꾸는 방안을 구체적으로 검토했다는 점에서 의미가 있다. 삼성전자가 HBM 이후에도 이어질 메모리 경쟁에 대비해 D램의 구조적 전환 가능성까지 연구 범위를 넓히고 있다는 점을 보여준다.

 

kji01@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
北TV "오늘 시간당 50~80㎜ 폭우" [서울=뉴스핌] 이영종 통일북한전문기자 = 북한 조선중앙TV가 23일 황해도와 강원도 지역에 폭우와 많은 비가 내릴 예정이라면서 '중급경보'를 알렸다. 중앙TV는 이날 오전 10시 보도 맨 앞머리에 "황해도와 강원 국부적 지역에 시간당 50~80mm의 폭우와 80~150mm의 많은 비가 내리겠다"고 전했다. [서울=뉴스핌] 이영종 통일북한전문기자 = 북한 조선중앙TV가 23일 황해도와 강원도 지역에 폭우와 많은 비가 내릴 예정이라면서 '중급경보'를 알렸다. [사진=조선중앙TV] 2026.07.23 yjlee@newspim.com 또 "개성과 강원도 여러지역과 평남, 황해도 일부 지역에 시간당 30~50mm의 폭우와 80~150mm의 많은 비가 쏟아질 예정"이라면서 '주의경보'를 내렸다. 중앙TV는 카드뉴스 형식의 보도를 통해 이날 오전 집중 강수지역의 강수량과 각 도별 평균강수량 등을 전했다. 북한 매체들은 앞서 보도를 통해 "27일까지 대부분 지역에 잦은 비가 내리겠고 국부적으로 폭우가 내릴 수 있다"면서 "23일에는 황남과 황북, 강원, 개성 등 여러지역이, 24~25일에는 중부 위주의 여러 지역에서 많은 비가 내릴 것"이라고 예보한 바 있다. 북한이 관영 선전매체를 동원해 기상특보를 실시간으로 전하며 촉각을 곤두세운 건 장마철 집중 호우로 인해 주택과 농경지 피해가 발생할 것을 우려한 때문으로 보인다. 핵과 미사일 개발에 치중해온 김정은 정권이 재난 예방 시설에 대한 투자나 대책마련을 소홀히 하면서 해마다 수해와 가뭄 등이 반복되고 있다는 지적도 나온다.  노동신문 등 매체들은 최근 집중호우로 인한 피해를 막아야 한다면서 노동당·내각 간부와 농장·기업소 간부들의 분발을 촉구하고 있다. [서울=뉴스핌] 이영종 통일북한전문기자 = 북한 조선중앙TV가 23일 황해도와 강원도 지역에 폭우와 많은 비가 내릴 예정이라면서 '중급경보'를 알렸다. 사진은 중앙TV가 전한 집중 강수지역과 강수량. [사진=조선중앙TV] 2026.07.23 yjlee@newspim.com 한편 북한은 집중 호우가 내리자 임진강 상류 황강댐을 무단 방류한 것으로 파악됐다. 북한의 무단 방류는 사전통보를 약속한 남북 간 합의 위반이다. 지난 2009년 9월에는 북한의 황강댐 무단 방류로 우리 야영객 6명이 숨지고, 차량 21대가 침수되는 등 피해가 발생한 바 있다.   yjlee@newspim.com 2026-07-23 10:28
사진
원희룡, 종합특검 첫 출석 [과천=뉴스핌] 김영은 기자 = 서울-양평고속도로 노선 변경 의혹에 연루된 원희룡 전 국토교통부 장관이 23일 2차 종합특별검사팀(종합특검)에 처음으로 출석했다. 원 전 장관은 종합특검이 1년 넘게 노선 변경 특혜 의혹을 수사하다 이제 와 사업 백지화 선언으로 수사 대상을 바꾸고 있다며 혐의를 부인했다. 원 전 장관은 이날 오전 9시46분께 경기 과천시 종합특검 사무실에 직권남용 권리행사방해 혐의 피의자 신분으로 도착했다. [과천=뉴스핌] 김영은 기자 = 서울-양평고속도로 노선 변경 및 사업 백지화 의혹을 받는 원희룡 전 국토교통부 장관이 23일 2차 종합특검에 출석했다. 2026.07.23 yek105@newspim.com 그는 출석에 앞서 "1년 넘게 고속도로 특혜를 추진했다고 수사하다가 도저히 안 되는지 이제 와서는 수사 대상을 중단한 백지화 선언으로 바꿀 모양"이라고 밝혔다. 이어 "어떻게든 엮어보겠다는 의도를 가지고 있다면 마음대로 그림을 그려보라"며 "위법 사실이 없기 때문에 특검의 의도대로는 잘 안 될 것"이라고 강조했다. 다만 노선 변경 당시 김건희 여사 일가 토지와의 연관성을 알고 있었는지 묻는 질문에는 "나중에 하겠다"고 답했다. 백지화 결심 시점과 외부 지시 여부에 대해서는 답하지 않고 조사실로 향했다. 이날 특검 사무실 앞에는 오전 7시30분께부터 원 전 장관 지지자 수십명이 모였다. 인원이 늘자 경찰은 폴리스라인을 설치했고, 참가자들은 '정치특검 표적수사 국민은 안 속는다', '억지수사 중단하고 진실을 밝혀라' 등의 문구가 적힌 피켓을 들었다. 원 전 장관이 모습을 드러내자 지지자들은 그의 이름을 연호하며 "힘내라"고 외쳤다. 집회 사회자는 "원 전 장관이 사익을 추구하거나 국민에게 피해를 끼친 사실이 없다"며 "무법천지 특검은 해산하라"고 주장했다. 양평고속도로 의혹은 윤석열 정부 출범 이후 고속도로 종점이 기존 양서면에서 김 여사 일가 소유 토지가 있는 강상면 일대로 변경되는 과정에 특혜가 있었는지가 핵심이다. 종합특검은 국토부가 노선 변경을 검토하는 과정에 원 전 장관이나 대통령실 등 윗선이 개입했는지 수사해왔다. 원 전 장관은 2023년 7월 이 같은 특혜 논란이 불거지자 사업 전면 백지화를 선언했다. 종합특검은 노선 변경 의혹과 별도로 원 전 장관이 도로정책심의위원회 등 적법한 절차를 거치지 않고 사업 중단을 지시해 국토부 공무원들에게 의무 없는 일을 하게 한 것으로 의심하고 있다. 법 위반 소지가 있다는 내부 검토에도 이와 배치되는 보도자료를 배포하도록 했다는 의혹도 들여다보는 것으로 전해졌다. 앞서 종합특검은 원 전 장관에게 두 차례 출석을 통보했으나 '폐문부재'로 송달되지 않았다. 이에 지난 15일 원 전 장관의 신체와 차량을 압수수색해 휴대전화 등을 확보하고 출석요구서를 전달한 뒤 이날로 조사 일정을 조율했다. 앞서 원 전 장관을 먼저 조사했던 김건희 특검(특별검사 민중기)은 그를 피의자로 입건했지만 '윗선' 개입 여부는 결론 내지 못한 채 수사를 마무리한 바 있다. 종합특검은 이날 원 전 장관을 상대로 노선 변경과 사업 백지화 과정에 직접 개입했는지, 김 여사 일가 토지와의 연관성을 언제 인지했는지, 대통령실 등 외부와 협의하거나 지시받은 사실이 있는지 등을 집중 추궁할 전망이다. [서울=뉴스핌] 김영은 기자 = 종합특검 건물 앞에 원희룡 전 장관의 지지자들이 모여 있다. 2026.07.23 yek105@newspim.com yek105@newspim.com 2026-07-23 10:20
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동