삼성전자가 다시 D램 '초격차'를 확보하기 위한 총력전에 돌입한다. 미세 공정 고도화는 물론, 새로운 기술도 적극적으로 도입을 타진하는 모습이다.

30일 업계에 따르면 삼성전자는 10나노 이하 D램부터 3D D램을 도입한다는 계획을 확정했다.

3D D램은 트랜지스터를 쌓아올리는 방식이다. 종전까지는 평면에 트랜지스터를 얼마나 촘촘하게 새기는지가 관건이었지만, 미세 공정이 한계에 부딪히면서 한 발 빠르게 D램 성능을 끌어올릴 수 있는 대안으로 떠올랐다.

삼성전자는 일찌감치 3D D램을 개발해왔다. 12나노급(1b) D램부터는 당초 양산을 계획했던 공정을 일부 후퇴할 정도로 양산 난이도가 크게 높아졌고, 결국 10나노부터는 완전히 새로운 기술을 도입해야한다는 방침을 세우고 사실상 3D D램 도입을 확정한 것으로 알려졌다.

삼성전자만은 아니다. SK하이닉스와 함께 5세대급 10나노(1γ) D램부터 EUV를 도입할 계획인 마이크론도 3D D램을 꾸준히 개발해왔다. 특히 마이크론은 EUV 도입에서 뒤쳐진 기술력을 회복하기 위해 3D D램 개발에 주력했다는 전언이다.

특히나 중국 기업들은 미중무역분쟁으로 미세 공정에서 뒤쳐지면서 3D 반도체, 하이브리드 본딩에 전력을 쏟아왔다. 낸드플래시 분야에서는 중국 YMTC가 3D 셀 구조 양산 기술에서 가장 앞서있다는 평가도 나온다.

삼성전자가 국내 뿐 아니라 미국 실리콘밸리에 있는 미주총괄(DSA)에 3D D램을 선제적으로 연구할 조직을 따로 만든 것도 이 때문으로 풀이된다. 전사적인 역량을 집중하는 것은 물론, 전세계 우수 개발 인력들을 영입하면서 성과를 올릴 것으로 기대된다. 실제로 삼성전자는 지난해부터 마이크론 출신 3D D램 전문가를 영입하는 등 현지 전문가 영입에 나선 것으로 알려졌다.

삼성전자는 이미 3D D램 기술에서 상당한 성과를 거둔 것으로 추정된다. 빠르면 7세대 10나노급(1d) D램부터 3D 방식을 도입할 수 있다는 가능성도 제기된다.

이정배 메모리사업부 사장도 지난해 10월 미국에서 개최한 '메모리 테크데이'에서 10나노 이하 D램에 가장 먼저 3D 수직 신구조를 도입하겠다는 포부를 밝힌 바 있다.

일각에서는 10나노 이하 D램부터 삼성전자가 3D D램에 더한 신기술까지 도입할 것이라는 기대도 있다. 삼성전자가 오랜 기간 연구해온 4F 스퀘어 구조까지 상용화 할 수 있다는 것.

4F 스퀘어는 트랜지스터 자체를 수평이 아닌 수직 구조로 세우는 방식으로 면적을 줄이는 기술이다. 현재 D램에 적용중인 기술은 6F 스퀘어, 같은 면적이라면 4F 스퀘어는 30% 가량 더 많은 트랜지스터를 넣을 수 있다.

4F 스퀘어 역시 메모리 업계가 모두 연구 중이긴 하지만, 상대적으로 삼성전자가 오랜 기간 개발해온 만큼 확실히 앞서 있다는 평가다. 최근 3D D램과 함께 연구를 거듭했던 바, 오랜 난제를 해결하며 상용화 가능성도 대폭 높였다고 전해진다.