램리서치 식각 장비 아카라.(자료=램리서치)
D램 메모리가 현재 평면 구조에서 3D D램으로 진화할 것이란 전망이 나왔다. 미세화의 한계를 극복하기 위해서다.
더그 베팅거 램리서치 최고재무책임자(CFO)는 최근 진행된 모건 스탠리 미디어 컨퍼런스에서 "과거부터 강조했지만 반도체 아키텍처는 대부분 3D 방향으로 진화하고 있다"며 "D램도 6F 스퀘어(6F²)에서 4F 스퀘어로 넘어가고 결국 3D D램으로 진화할 것"이라고 밝혔다.
F는 특정 반도체 제조 공정으로 구현할 수 있는 최소 회로 선폭이다. F 스퀘어는 해당 선폭으로 만들어진 셀 면적을 뜻한다. 6F 스퀘어 구조는 셀 하나가 가로 3F×세로 2F로 직사각형이나, 4F 스퀘어는 가로세로 모두 2F인 정사각형이다.
6F 스퀘어에서 4F 스퀘어로 D램 면적이 감소하면 웨이퍼당 칩 생산성은 약 20% 향상되는 것으로 알려졌다. 이 때문에 삼성전자와 SK하이닉스 등 주요 D램 메모리 기업은 수직 트랜지스터 구조의 4F 스퀘어 D램을 차세대 제품으로 준비 중이다. 데이터를 저장하는 셀 어레이 웨이퍼와 이를 보조하는 주변회로(페리) 웨이퍼를 하이브리드 본딩으로 붙이는 방식으로 만들 계획이다.
베팅거 CFO가 말한 3D D램은 여기서 한 단계 더 발전한 형태다. 4F 스퀘어 D램의 셀 층을 여러 개 수직 적층한다. 플래시 메모리 셀을 쌓아 만든 3D 낸드와 유사하다. 면적 대비 고집적화가 가능하다. 기존 평면(2D) 구조의 반도체 미세화는 물리적 한계가 분명하다. 이미 낸드에 이어 D램도 수직으로 집적하는 3D 아키텍처 적용이 결정됐다.
램리서치는 반도체 회로선폭(노드) 공정이 1~2세대 지난 후 4F2 구조가 실제 도입될 것으로 본다. 이 과정에서 장비 매출이 발생할 수 있는 시장 규모(SAM)가 1.7배에서 1.8배 증가할 것으로 예상했다. 3D 적층에는 실리콘관통전극(TSV)을 뚫는 고종횡비 식각 장비와 TSV에 구리를 채우는 도금 장비가 필요하기 때문이다.
베팅거 CFO는 "과거 3D 낸드 도입 시에도 램리서치 매출은 2배 증가했다"며 "D램 역시 유사한 수익 창출 기회가 있을 것"이라고 분석했다. 신형 식각 장비 아카라를 출시한 바 있다. 4F 스퀘어와 3D D램 공정에 특화됐다. TSV 공정용 식각 장비 신디온과 도금 장비 사브레 3D 등도 보유하고 있다.
램리서치는 올해 전공정 장비 시장이 23% 성장할 것으로 전망했다. 고객사 수요에 대응하고자 말레이시아 공장 등을 거점으로 생산능력을 확장 중이다. 단 현재 업계는 장비 생산능력 부족보다는 클린룸 공간이 좁아 못 만드는 공급 제약 상태로 본다. 이 병목 현상이 장비 수요를 이월하며 내년에도 높은 실적을 달성할 것으로 기대 중이다.
최근 램리서치는 '비욘드 낸드' 전략을 펼치고 있다. 메모리 장비 중심에서 위탁생산(파운드리)과 로직, 어드밴스드 패키징용 장비로 제품군을 다변화하는 게 골자다. 지난해 파운드리와 시스템 반도체 분야 매출이 전체 매출의 약 59%를 차지했다. 2022년에는 전체 장비 매출 중 60%가 메모리였다. 3D D램 제조용 아카라, 신디온, 사브레 3D 등도 해당 다변화 전략에 속한 장비다.
노광 공정 관련 트랙 장비 시장도 처음 진출했다. 베팅거 CFO는 "신규 건식 포토레지스트(PR) 기술 장비가 가장 큰 D램 고객사 실제 생산 라인에 도입돼 가동하기 시작했다"고 밝혔다. 램리서치의 증착 기술로 PR을 웨이퍼 위에 형성한다. 기존 습식 화학 방식 대비 생산성이 높아진다. 램리서치는 해당 장비로 향후 5년간 누적 15억달러(약 2조2400억원)의 신규 수익을 낼 수 있을 것으로 예상했다.
관련기사
[전문기자 칼럼] 정부는 램리서치에 왜 돈을 줬나
마노차 SEMI 회장 "올 반도체 매출 1조달러 넘어설 것"
[발행인 칼럼] 램리서치, 쿠팡의 길로 갈 것인가
램리서치, 2025년 매출 29조 사상 최대..."AI·HBM 실적 견인"
송재혁 삼성전자 사장 "단일 칩 한계, AI 시스템 아키텍팅 필요"
[Y인사이트] 브이엠 "올해 매출, 역대 최대 예상"
램리서치 "벡터 TEOS 3D 양산적용 1년...하이브리드 본딩 핵심 역할"
정일주 기자
다른기사 보기
키워드
#램리서치
#3D
#D램
#낸드
#식각
#TSV
#패키징
#포토레지스트
#도금
저작권자 © 디일렉(THE ELEC) 무단전재 및 재배포, AI학습 및 활용 금지
댓글
0