반도체, CPU 로직과 D램 등 메모리 통합 ‘원칩화’ 진화 중

향후 반도체가 연산역할을 하는 CPU와 AP, 기억을 담당하는 D램과 낸드(NAND) 부분이 통합되는 방향으로 발전될 것으로 전망된다.

NH투자증권이 11월26일 발표한 반도체 시장 동향 보고서에 따르면 반도체가 여러기능을 하나로 통합하는 ‘원칩화’로 진화되는 추세라고 발표했다. 로직 제품(CPU/AP)과 메모리(DRAM/NAND) 제품간 통합화가 진행되면 빠른 프로세싱이 가능해져 보다 다양한 연산처리가 가능해질 것으로 본다. 

또 D램과 낸드가 통합화 되는 뉴메모리 출시가 2017년부터 본격화될 전망이다.

반도체 원칩화를 구현하는 방식은 TSV(Through Silicon Via, 실리콘관통전극), PoP(Package on Package), 팬 아웃(Fan Out) 방식으로 구분된다.

TSV 기술은 D램 칩을 일반 종이 두께의 절반보다도 얇게 깎은 다음 수백개의 미세한 구멍을 뚫고 상단칩과 하단칩의 구멍을 수직으로 관통하는 전극을 연결한 첨단 패키징 기술이다. PoP는 패키지 위에 패키지를 얹는 기술이다. Fan-Out WLP(Wafer Level Package)는 구리 재배선 층(RDL•redistribution layer)을 칩 바깥으로 형성하는 방식으로 레이저 드릴링 장비가 필요하다.

뉴메모리로 진화가 실제로 구현되고 있다. 11월26일 삼성전자는 3차원 TSV 적층 기술을 적용해 최대 용량, 초절전 특성을 동시에 구현한 ‘128기가바이트(GB) 서버용(RDIMM) D램 모듈’을 본격 양산한다고 밝혔다. 이 제품은 64기가바이트 D램 모듈에 비해 용량뿐만 아니라 속도가 2배 정도 빠른 2400Mbps를 구현한다.

NH투자증권 이세철 연구원은 “반도체 메모리와 로직 간의 융합은 향후 인공지능 로봇뿐 아니라 스마트폰, 스마트워치 등 모든 기기에서 추구되는 방향이다”며 “이에 따라 원칩화를 진행하고 있는 삼성전자가 경쟁사인 인텔보다 유리한 환경에 있는 것으로 판단된다“고 전했다.