초저전력 낸드 플래시 기술 관련 논문에 참여한 삼성전자 SAIT 연구진(사진=삼성전자)

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삼성전자가 낸드 플래시 메모리 전력 소모를 90%이상 줄일 수 있는 기술을 개발했다. 인공지능(AI) 데이터센터 뿐 아니라 모바일 등 다양한 분야에서 전력 효율을 높이는데 기여할 것으로 전망된다.

삼성전자 SAIT(옛 삼성종합기술원)는 강유전체와 산화물 반도체를 결합한 새로운 낸드 플래시 구조로 전력 효율을 크게 높인 기술 연구 성과를 세계적 학술지 '네이처'에 게재한다고 27일 밝혔다.

낸드 플래시는 기초 단위인 셀에 전자를 주입해 데이터를 저장한다. 저장 용량을 키우려면 셀 갯수를 늘려야 한다. 낸드 적층 단수를 높여 셀을 보다 많이 확보하려는 이유다. 그러나 적층 단수가 높아질수록 데이터 읽기·쓰기 전력 소모도 증가하는 한계가 있다.

삼성전자 SAIT는 산화물 반도체와 강유전체 구조에서 답을 찾았다. 산화물 반도체는 트랜지스터를 켜는 전압(문턱 전압) 제어가 어려워 고성능 반도체 소자에서는 약점으로 여겨졌지만, 강유전체 구조에서는 오히려 전력 소모를 줄일 수 있는 요소가 됐다는 설명이다.

강유전체는 전력을 가하지 않아도 플러스(+)와 마이너스(-) 상태가 정렬(분극)되는 물질로, 데이터를 유지하기 위해 지속적으로 전력을 공급하지 않아도 된다. 보다 빠르고 전력 효율성이 높은 반도체 소재로 주목받고 있다.

삼성전자 SAIT는 산화물 반도체와 강유전체 구조를 융합, 전력 소모를 96% 절감할 수 있는 핵심 매커니즘을 이번 연구로 세계 최초 규명했다. 고용량 낸드를 구현하면서도 전력 소모를 획기적으로 낮출 수 있는 가능성을 검증했다.

회사는 삼성전자 SAIT와 반도체 연구소 소속 연구진 34명이 공동 저자로 참여한 순수 사내 연구개발(R&D) 성과라고 강조했다.

유시정 삼성전자 SAIT 연구원(연구 제 1저자)은 “초저전력 낸드플래시의 구현 가능성을 확인했다”며 “AI 생태계에서 스토리지의 역할이 더욱 커지고 있는데, 향후 제품 상용화를 목표로 후속 연구를 추진할 것”이라고 밝혔다.

권동준 기자 djkwon@etnews.com

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