삼성전자 또 ‘UP’… 수명 100만배 R램 개발

쓰기-읽기 속도 1000배 빨라… 모바일기기 소형화 전기 마련

산화탄탈륨 2중층 구조의 R램 저항체. 산소 함량이 다른 산화탄탈륨의 2중층으로 전류를 흘려 R램의 내구성을 확보했다. 삼성전자 제공

오랫동안 정겹게 사용하던 디지털카메라의 메모리카드나 USB메모리가 이따금 이유 없이 망가질 때가 있다. 이런 일이 일어나는 이유는 이 기기에 들어 있는 플래시메모리의 쓰기와 지우기 기능이 100만 번밖에 안돼 수명이 다했기 때문이다.

삼성전자 종합기술원은 이 같은 기존 플래시메모리의 약점을 해결한 R램의 신기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 디지털카메라, 스마트폰 등 최근 전자제품에 두루 쓰이는 기존 플래시메모리보다 수명은 100만 배 길고, 쓰기와 읽기 속도는 1000배 빠른 획기적 기술이라는 설명이다.

기존 플래시메모리는 쓰기와 지우기를 100만 번 할 수 있었지만 이번 기술로 R램은 이 기능을 1조 번 반복할 수 있는 내구성을 확보했다.

약 10년 전부터 연구가 시작된 R램은 앞으로 5년 뒤부터나 상용화될 것으로 보이는 차세대 메모리다. 삼성전자를 비롯해 파나소닉, 샤프, 필립스, IBM, HP 등이 R램 연구에 매달리고 있다. 업계에서는 R램이 압도적으로 긴 수명과 빠른 속도로 ‘포스트’ 플래시메모리로 떠오를 것으로 보고 있다.

삼성전자의 신기술은 R램의 저항변화 물질로 산화탄탈륨을 사용해 산소 함량이 다른 2중층을 구성해 전류를 흘려주는 필라멘트를 이 중 한 층에만 분포되게 했다. 삼성전자는 이 필라멘트의 분포를 제어하는 R램 기술 개발을 통해 기존 플래시메모리의 100만 배에 이르는 내구성을 확보할 수 있었다고 설명했다. 또 트랜지스터와 레지스터를 한 개씩 구성하는 기존 R램 구조를 별도의 트랜지스터가 필요 없는 구조로 바꿔 메모리 용량을 늘릴 수 있는 가능성도 제시했다고 덧붙였다.

한만조 기술원 부장은 “현재 플래시메모리가 10나노 공정과 64기가비트 용량으로 발전하기 위해선 어려움이 있는데 이를 해결하기 위한 새로운 방법 중 하나가 R램”이라며 “R램은 휴대전화, 태블릿PC 등 모바일 기기의 소형화 및 고용량 저장장치로 활용될 것”이라고 말했다.

업계에서는 향후 이 기술이 본격적으로 적용되면 지금보다 두께가 얇고 가벼우면서도 전기 소모량이 적은 디지털 기기가 대규모로 확산 보급되는 계기가 될 것으로 보고 있다.

삼성전자의 이번 연구 결과는 영국에서 발간되는 세계적 권위의 학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 인터넷판(10일자)에 ‘산화탄탈륨의 비대칭 2중층 구조로 빠른 전환, 고내구성의 고용량 R램 구현’이라는 제목으로 게재됐다.

김선미 기자 kimsunmi@donga.com@@@
:: R램 ::

산화물에 가하는 전압에 의해 전류가 흐르는 통로가 생성되고 없어짐에 따른 재료의 저항 변화를 이용해 정보를 저장하는 메모리.

:: 플래시메모리 ::

정보를 저장하는 ‘셀’이라 부르는 플로팅 게이트 트랜지스터에 전하를 갇히게 해 정보를 저장하는 메모리.