미국 메모리 반도체 기업 마이크론 테크놀로지가 차세대 D램 미세화의 핵심 관문으로 꼽히는 '4F²(4F 스퀘어)' 셀 구조 도입을 공식 포기했다. 무리하게 4F²를 도입하는 대신 기존 '6F²' 구조를 연장하고, '웨이퍼 본딩'과 '3차원(3D) 적층'으로 이어지는 기술 경로에 집중해 한국 경쟁사들과의 격차를 뒤집겠다는 승부수로 풀이된다.
마이크론은 21일(현지시간) 개최한 기술 웨비나에서 향후 10년의 메모리 개발 노선을 담은 다세대 기술 로드맵을 공개하며 이 같은 방침을 밝혔다.이날 발표에서 가장 큰 파장을 일으킨 대목은 차세대 D램 구조에 대한 마이크론의 판정이다.
현재 삼성전자와 SK하이닉스는 10나노 이하(0a·0b 나노급) 공정의 물리적 한계를 돌파하기 위해 수직 채널 트랜지스터(VCT) 기반의 '4F²' 구조를 연구 중이다. 기존 6F² 구조를 4F²로 줄여 칩 면적을 축소하고 집적도를 높이는 전략이다.
마이크론은 이날 발표 자료에서 “20년 이상 4F²를 연구했으나 실행 가능한 스케일링 경로가 없다”고 명시한 데 이어, 발표자로 나선 스콧 드보어 마이크론 사장 겸 최고기술·제품책임자(CTPO)“4F² 스케일링에는 근본적인 문제들이 있다”며 6F² 대비 밀도 이점은 “약간 신화에 가깝다”고 말했다.
마이크론은 4F²를 과감히 건너뛰는 대신 '웨이퍼 본딩'과 '3D D램'을 로드맵 전면에 배치했다. 우선 현재 주력인 1감마(1γ)에 이어 2027년 하반기 미국 아이다호주 보이시에서 차세대 '1델타(1δ)' D램 양산에 돌입한다. 이어 개발이 순조롭게 진행 중인 6F² 계열 후속 노드 '1엡실론(1ε)'에는 웨이퍼 본딩 기술을 본격 도입한다.
특히 차차세대 선행 구간인 '1제타(1ζ)'와 '1에타(1η)' 노드 사이에 3D D램(3D1·3D2)을 공식 배치했다. High-NA(고개구율) 극자외선(EUV) 노광 장비와 신소재 탐색을 병행하되, 경제성이 확보되는 시점에 즉시 3D D램을 상용 라인에 투입할 수 있도록 준비해두겠다는 전략이다.
패키징과 고대역폭메모리(HBM) 영역에서도 3차원 적층 기술을 극대화한 '버티컬(Vertical) HBM'을 새롭게 공개했다. 기존 HBM이 인터포저 위에서 프로세서(XPU) 옆에 나란히 배치됐다면, 버티컬 HBM은 프로세서 바로 위에 메모리를 직접 얹어 촘촘한 피치의 더 촘촘한 피치의 하이브리드 본딩으로 접합하는 구조다.
업계에서는 이번 발표를 두고 마이크론이 삼성전자, SK하이닉스와의 기술 경쟁 구도를 흔들기 위해 강력한 승부수를 던진 것으로 보고 있다. 2D 미세화의 마지막 징검다리로 여겨지던 4F²에서 정면 승부를 벌이는 대신, 본딩과 3D 적층 기술로 게임의 규칙을 먼저 바꾸겠다는 선언이기 때문이다.
한편 최근 중국 창신메모리(CXMT)가 4F² 구조를 적용한 서버용 D램의 상용화 계획을 발표하면서 전 세계 메모리 반도체 주가가 출렁였다. 삼성전자와 SK하이닉스 등 한국 기업 주가도 큰 폭으로 하락하며 기술 경쟁에 대한 시장의 민감한 반응이 확인됐다.
이형두 기자 dudu@etnews.com
