하프늄 산화물 FeRAM은 높은 용량과 비휘발성을 결합할 수 있습니다.
Ferroelectric Memory Co. (FMC)는 Neumonda와 협력하여 독일에서 이른바 DRAM+ 생산을 재개합니다. 과거 Infineon과 Qimonda는 유럽에서 범용 메모리 시장 구축이 수익성이 급격히 떨어지자 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 개발 및 생산을 중단한 바 있습니다. 하지만 이번 FMC와 Neumonda의 합작 벤처는 특정 애플리케이션에 초점을 맞춘 비휘발성 FeRAM에 집중할 계획입니다.
FMC는 강유전성 하프니아 산화물(ferroelectric hafnium oxide, HfO₂)을 활용하여 전원 없이도 데이터를 유지하는 DRAM+ 메모리 전문 기업입니다. 자사의 기술은 DRAM의 기존 커패시터 구조를 비휘발성 버전으로 대체함으로써, 높은 성능을 유지하면서 에너지 효율성과 데이터 보존성을 동시에 확보합니다. FMC는 자사의 메모리가 AI, 자동차, 소비자, 산업, 의료 등 광범위한 분야에 응용될 수 있다고 확신하고 있습니다.
기존의 FeRAM 기술(일반적으로 강유전층으로 납 지르코네이트 티타네이트(PZT)를 사용)은 용량 면에서 한계가 명확했습니다. 대부분의 상업용 제품은 몇 메가바이트를 넘기 어려웠으며, 4MB나 8MB가 일반적이었습니다. PZT는 프로세스 노드가 미세화됨에 따라 확장성 문제가 발생하며, 표준 CMOS 공정과의 통합이 어렵고 비용도 많이 들었습니다. 결과적으로 1T1C(트랜지스터 1개, 커패시터 1개)와 같은 셀 구조는 DRAM이나 NAND에 비해 차지하는 면적이 커지는 단점이 있었습니다.
AI 메모리 수요 급증에 따라 DRAM 시장은 '시간당 가격 책정(hourly pricing)' 모델로 전환될 것이라는 보고서가 제기되었습니다.
하프니아 산화물(HfO₂)로의 전환은 패러다임의 변화를 의미합니다. HfO₂는 CMOS 호환성이 뛰어나고 10nm 이하의 미세 공정에서도 효과적으로 확장 가능하며, 기존 반도체 제조 공정에 쉽게 통합될 수 있습니다. 따라서 이를 사용하면 밀도를 기가비트에서 기가바이트 수준까지 높이고 성능을 끌어올려, DRAM에 근접한 수준의 메모리 구현이 가능해집니다.
FMC의 CEO인 토마스 루케스(Thomas Rueckes)는 “FMC는 반도체 메모리에 HfO₂의 강유전 효과라는 혁신적인 기술을 적용하기 위해 설립되었습니다. 이를 DRAM에 적용하면 DRAM 커패시터를 저전력 비휘발성 저장 장치로 변환하면서도 높은 DRAM 성능을 유지하는, AI 컴퓨팅에 이상적인 파괴적 비휘발성 DRAM 메모리를 생산할 수 있습니다”라고 설명했습니다. 이어 그는 “저희 기술은 시장에서 독보적이기 때문에, 메모리 제품의 비용 효율적인 테스트 역량이 매우 중요합니다. Neumonda와 그들이 제시하는 획기적인 테스트 접근 방식 덕분에, 저희는 제품 개발 속도를 가속화할 수 있는 파트너를 찾게 되었습니다. 또한 메모리를 다시 유럽으로 가져오겠다는 공통의 비전을 공유하는 Neumonda와 협력하게 된 것에 큰 기대감을 느낍니다.”라고 덧붙였습니다.
Neumonda는 자문 및 전문 지식 공유를 통해 Rhinoe, Octopus, Raptor라는 독보적인 고급 테스트 시스템에 대한 접근성을 FMC에 제공하며 지원합니다. 이 플랫폼들은 저비용, 에너지 효율적이며 독립적인 메모리 테스트를 위해 설계되었습니다. Neumonda의 시스템은 기존 장비로는 구현하기 어려웠던 정밀 분석을 제공하며, 테스트 비용 역시 현저히 낮습니다.
양사는 새로운 메모리 제품을 개발하는 것 외에도, 유럽 반도체 역량 재건의 기초를 다지고 있습니다. 이들의 결합된 노력을 통해 첨단 메모리 설계 및 테스트를 위한 현지 생태계 재구축을 목표로 하고 있습니다.
Neumonda의 CEO인 피터 포흐뮬러(Peter Poechmueller)는 “저희 테스트 플랫폼들이 성숙해짐에 따라, FMC의 제품들은 Rhinoe, Octopus, Raptor 테스터의 성능을 입증하고, 이들이 제공하는 높은 품질의 수율을 검증할 완벽한 테스트장이 될 것입니다”라고 말했습니다. 그는 “Neumonda를 설립한 개인적인 목표 중 하나가 바로 반도체 메모리 산업을 유럽으로 되돌리는 것이었습니다. 이번 협력을 통해 저희는 새로운 독일 메모리 제조업체 설립이라는 큰 목표에 한 걸음 더 다가섰습니다.”라며 포부를 밝혔습니다.