전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
홈 산업 전기·전자

속보

더보기

[단독] 삼성, HBM 다음 승부수…차세대 '3D D램' 연구 구체화

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

AI 핵심 요약

beta
분석 중...
  • 삼성전자 연구진이 23일 HBM 이후 3D D램 연구를 공개했다
  • 산화물 반도체로 누설전류를 줄이는 구조를 시뮬레이션했다
  • 적층 확대 땐 배선 간섭과 신뢰성 확보가 과제로 남았다

!AI가 자동 생성한 요약으로 정확하지 않을 수 있어요.

평면 미세화 한계 넘어 수직 적층 구조 검토
실물 제작 전 선행연구…배선 간섭은 과제

[서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 삼성전자가 고대역폭메모리(HBM) 이후를 겨냥해 D램 셀 구조 자체를 바꾸는 차세대 기술 연구를 구체화하고 있다. 기존 평면 D램을 수직으로 적층하는 3차원(3D) 구조와 누설전류를 줄일 수 있는 산화물 반도체를 적용하는 방안을 검토하며 미래 D램의 한 방향을 제시했다.

◆ HBM 이후 겨냥한 3D D램 선행연구

23일 삼성전자에 따르면 삼성전자 소속 연구자는 지난 21일 유럽 반도체 연구기관 imec과 루벤가톨릭대학교(KU Leuven), 반도체 장비업체 램리서치(Lam Research) 연구진과 함께 산화물 반도체 채널을 적용한 모놀리식 3D D램 구조를 다룬 공동 논문을 발표했다.

논문 제1저자의 소속에는 삼성전자와 imec, KU Leuven이 함께 기재됐다. 해당 논문은 국제전기전자공학회(IEEE)의 전자소자 분야 학술지인 'IEEE Journal of the Electron Devices Society' 게재가 승인됐다.

이번 연구는 실제 D램 소자를 제작하거나 성능을 실험으로 검증한 결과는 아니다. 연구진은 공정 에뮬레이션과 소자 시뮬레이션, 기생성분 추출, 해석 모델링을 결합해 제안한 구조의 구현 가능성과 기술적 과제를 분석했다.

논문 역시 완전히 적층된 3D 게이트올어라운드(GAA) 산화물 반도체 소자의 직접적인 실험 검증은 아직 이뤄지지 않았다고 명시했다. 제품 개발이나 양산 기술 확보 단계가 아니라 차세대 D램 구조의 가능성을 검토한 선행 연구라는 의미다. 

삼성전자 화성캠퍼스 전경. [사진=삼성전자]

◆ 산화물 반도체로 누설전류 한계 낮춰

3D D램은 셀을 옆으로 더 작게 줄이는 대신 수직으로 세우거나 여러 층으로 쌓아 집적도를 높이는 구조다. 현재 D램은 셀이 작아질수록 저장할 수 있는 전하량이 줄고, 정보를 보관하는 동안 트랜지스터를 통해 전류가 새는 문제도 커져 평면 미세화만으로는 한계가 있다.

연구진은 이를 보완할 후보 소재로 기존 실리콘 대신 비정질 인듐·갈륨·아연 산화물(a-IGZO)을 적용했다. IGZO는 전류가 흐르지 않을 때 발생하는 누설전류가 적고 증착 방식으로 형성할 수 있어 여러 소자층을 순차적으로 쌓는 모놀리식 구조에 유리한 소재로 꼽힌다. 수직 비트라인과 수평 워드라인을 갖춘 3D D램 셀을 가상 공정으로 구현한 뒤 셀 크기와 배선 간격에 따른 전류 특성, 저장용량, 신호 감지 조건을 분석했다.

시뮬레이션 결과 산화물 반도체를 적용하면 기존 실리콘 기반 D램보다 누설전류 부담을 줄일 가능성이 있는 것으로 나타났다. 연구진이 제시한 최적 구조는 셀 단위 시뮬레이션에서 D램 동작에 필요한 전류와 데이터 보존 조건을 충족하는 것으로 계산됐다.

다만 실제 배열이나 제품 수준의 성능을 뜻하지는 않는다. 실제 측정값이 아니라 시뮬레이션과 해석 모델을 통해 산출한 결과다.

산화물 반도체 채널을 적용한 모놀리식 3D D램 구조. 수직 비트라인과 수평 워드라인을 여러 층으로 쌓는 방식이다. [사진=Optimization of 3D-DRAM Architecture with Oxide-Semiconductor Channel through Process and Device Simulation 논문 갈무리]

◆ 적층 늘수록 신호 간섭은 과제

논문은 3D D램에 적용했을 때 셀과 배선이 서로 어떤 영향을 주는지도 함께 분석했다. 실제로 여러 층을 쌓을 경우 배선 간 간섭이 커질 수 있는 만큼, 적층 과정에서 생길 수 있는 설계상의 한계까지 짚었다.

연구진은 산화물 반도체를 적용하더라도 셀을 여러 층으로 쌓는 과정에서 새로운 문제를 찾았다. 워드라인과 비트라인 등 배선 사이의 거리가 지나치게 가까워지면 서로의 전기 신호에 영향을 줘 저장된 정보를 정확하게 읽기 어려워질 수 있었다. 

특히 트랜지스터와 배선을 연결하는 구간을 지나치게 줄이면 워드라인과 비트라인 사이의 전기적 간섭이 커져 신호 감지 성능이 떨어질 수 있었다. 연구진은 안정적인 동작을 위해 일정 수준 이상의 간격을 확보해야 한다고 제시했다.

이는 3D D램이 단순히 셀을 많이 쌓는다고 완성되는 기술이 아니라는 의미다. 적층 수를 늘리면서도 셀 크기와 배선 간격, 저장용량, 신호 전달 성능을 함께 맞춰야 한다.

논문도 공정 통합과 소자 신뢰성, 셀별 보존시간 편차와 최악 조건에서의 성능 등은 후속 연구가 필요한 과제로 남겼다.

이번 논문은 삼성전자의 공식 제품 로드맵이나 양산 계획을 공개한 자료는 아니다. 다만 삼성전자 연구진이 세계적인 반도체 연구기관과 장비업체 연구진과 함께 차세대 3D D램 구조와 구현 과제를 구체적으로 검토했다는 점에서 HBM 이후를 대비한 삼성전자의 미래 메모리 연구 방향을 보여주는 사례로 평가된다. 

kji01@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
李지지율 35.2% 2주연속 하락…국힘 41% 민주 35% [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 이재명 대통령의 국정 수행 지지도가 2주 연속 하락해 35.2%를 기록했다는 여론조사가 12일 발표됐다. 리얼미터가 아시아경제 의뢰로 지난 6∼8일 전국 18세 이상 1504명을 대상으로 조사한 결과, 이 대통령의 국정수행에 대한 긍정평가는 지난주보다 2.2%포인트(p) 내린 35.2%였다. 부정평가는 61.4%로 전주 대비 1.6%p 올랐다. '잘 모름'은 3.4%였다. 리얼미터는 "조희대 대법원장과의 사법부 독립성 논란과 비무장지대(DMZ) 지뢰 폭발에 따른 여야 안보 공방, 수도권 전월세·아파트값 상승세 등 인사·안보·부동산 악재가 국정감사 이슈로 집중되면서 지지율 하락을 이끈 것으로 보인다"고 분석했다. 이재명 대통령이 6일 청와대 본관에서 43회 국무회의를 주재하고 있다. 2026.10.06 [사진=청와대] 이 대통령 지지율을 연령대별로 살펴보면 각각 3.1%p, 2.1%p 오른 20대(27.3%)와 30대(31.3%)를 제외한 전 연령대에서 하락세가 나타났다. 지난 7∼8일 전국 18세 이상 유권자 1004명을 대상으로 한 정당 지지도 조사에서 더불어민주당은 35.7%, 국민의힘은 41.3%를 각각 기록했다. 민주당은 지난 조사 대비 7.0%p 떨어졌고, 국민의힘은 2.9%p 오르면서 지지율이 역전됐다. 다만 양당 간 격차는 5.8%p로 여전히 오차범위(±3.1%p) 내다. 리얼미터는 민주당 지지율에 대해 "조 대법원장의 법사위 충돌 및 탄핵 추진 논란, 수사권 개편을 둘러싼 조국혁신당과의 갈등, 수도권 부동산 전월세 불안 등 악재가 겹치면서 진보층과 40대를 중심으로 지지층이 이탈해 상당 폭 하락한 것으로 풀이된다"고 설명했다. 리얼미터는 국민의힘에 대해서는 "국정감사 초반 DMZ 지뢰 폭발 사태 등 안보 이슈와 조 대법원장 증언 채택 및 탄핵 공방 등을 통해 대여 공세를 강화한 데다 농지 전수조사·대미투자 등 정부 정책 논란까지 겹치면서 정부·여당에 대한 비판 여론의 반사이익을 얻어 지지율이 상승한 것으로 보인다"고 분석했다. 조국혁신당은 지난주보다 1.1%p 오른 6.3%를 기록했다. 개혁신당은 2.8%, 진보당은 1.2%다. 기타 정당은 1.8%, 무당층은 11.0%로 조사됐다. 대통령 국정수행 지지도 조사의 표본 오차는 95% 신뢰수준에 ±2.5%p, 응답률은 2.8%였다. 정당 지지도 조사의 표본오차는 95% 신뢰수준에 ±3.1%p, 응답률은 2.6%였다. 두 조사 모두 무선 100% 자동응답 방식으로 진행됐다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. pcjay@newspim.com 2026-10-12 10:10
사진
정의선 취임 6년, 로봇 상용화 눈앞 [서울=뉴스핌] 김기락 기자 = 정의선 현대자동차그룹 회장이 오는 14일 취임 6주년을 맞는 가운데 미래 성장동력으로 추진해 온 로봇 사업이 상용화를 향한 시험대에 올랐다. 현대차그룹은 2028년 미국 자동차 공장에 휴머노이드 로봇 '아틀라스(Atlas)'를 투입하고 연간 3만대 규모의 생산능력을 확보할 계획이다. 자동차 제조를 넘어 로봇과 인공지능(AI)을 결합한 피지컬 AI 기업으로 사업 영역을 넓히겠다는 전략이다. 관건은 수익성이다. 보스턴다이내믹스는 2021년 현대차그룹에 인수된 이후 지난해까지 약 1조7000억원의 누적 손실을 기록했다. 로봇 상용화 기대에 기업가치가 높아지고 있지만 실제 투자금 회수와 자동차 생산성 개선으로 이어지는지는 아직 검증되지 않았다. 특히 보스턴다이내믹스의 지분이 정 회장 개인과 현대차·기아 등 여러 주체에 나뉘어 있어 로봇 사업의 성장과 현대차 주주가 얻는 경제적 이익을 구분해 평가해야 한다는 지적이 나온다. [인포그래픽=챗GPT] 2026.10.12  ◆ 그룹의 로봇 가치, 현대차 주주 몫과는 다르다 12일 자동차 업계에 따르면 현대차그룹의 로봇 전략은 보스턴다이내믹스를 중심으로 구체화하고 있다. 정 회장 취임 직후인 2020년 12월 인수를 결정한 뒤 2021년 6월 지배지분 80% 인수를 마무리했다. 당시 정 회장도 개인 자금을 투입해 지분 20%를 확보했다. 이후 추가 출자 등을 거치며 지분 구조가 달라졌다. 지난 7월 잔여 지분 인수 추진 당시 보스턴다이내믹스 지분은 HMG글로벌 56.4%, 정 회장 22.6%, 현대글로비스 11.25%, 소프트뱅크 9.65%로 보도됐다. HMG글로벌은 현대차와 기아, 현대모비스가 참여한 투자법인이다. HMG글로벌 지분은 현대차 49.5%, 기아 30.5%, 현대모비스 20%로 구성됐다. 이를 적용하면 당시 현대차의 HMG글로벌 경유 보스턴다이내믹스 간접 지분은 약 27.9%다. HMG글로벌이 보유한 지분 56.4%에 현대차의 출자 비율 49.5%를 곱한 수치다. 소프트뱅크 잔여 지분을 기존 보유 비율에 따라 배분하면 HMG글로벌 62.5%, 정 회장 25%, 현대글로비스 12.5%로 조정되는 구조다. 이 경우 현대차의 HMG글로벌 경유 간접 지분은 약 30.9%로 높아진다.  그룹이 보스턴다이내믹스 지분을 모두 확보하더라도 로봇 사업의 성과를 현대차가 독차지하는 것은 아니다. 정 회장과 기아·현대모비스·현대글로비스도 투자한 만큼 성과는 여러 주주에게 나뉜다. 현대차 주주에게 중요한 것은 '그룹의 로봇 기업'이라는 간판보다 현대차가 투입한 돈에 비해 얼마의 수익을 거둘 수 있느냐다. ◆ 로봇 팔아 버는 돈과 공장에서 아끼는 돈 현대차가 로봇 사업에서 기대하는 효과는 크게 두 가지다. 보스턴다이내믹스가 외부 판매를 늘려 투자 가치를 높이는 것과 자동차 공장에 로봇을 투입해 생산비를 낮추는 것이다. 현대차와 기아·현대모비스 등 계열사에는 로봇의 기술력을 실제 생산 현장의 수익성 개선으로 연결하는 일이 핵심 과제다. 주주 입장에서도 로봇의 성능 못지않게 투자비를 얼마나 빨리 회수하고 생산비를 얼마나 줄일 수 있는지가 중요하다.  첫 번째는 로봇 기업의 성장이다. 외부 고객에게 로봇을 판매하고 유지보수·서비스 사업을 확대해 수익성을 높이면 투자 지분의 가치도 커질 수 있다. 그러나 기업가치 상승이 현대차의 현금 유입이나 배당 재원 증가를 뜻하지는 않는다. 실제 이익 귀속과 현금 회수는 지분 구조와 배당, 지분 매각 여부 등에 따라 달라진다. 현재는 성장 기대와 실적 사이의 간극도 크다. 로이터는 지난 9월 현대글로비스 공시를 인용해 보스턴다이내믹스가 지난해 5284억원의 손실을 냈으며, 2021~2025년 누적 손실은 약 1조7000억원에 달한다고 보도했다. 로봇 사업의 성장 기대와 별개로 대규모 손실이 이어지는 상황이다. 보스턴다이내믹스는 최근 아마존의 AI 사업을 이끌었던 로히트 프라사드를 최고경영자(CEO)로 영입했다. 기술 개발을 넘어 로봇 상용화와 수익 모델 구축으로 이어질지가 관심사다. 두 번째는 자동차 생산의 효율 개선이다. 이를 위해 보스턴다이내믹스는 지난달 21일(현지시간) 미국 조지아주 현대차그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA)에 '로보틱스 메타플랜트 응용 센터(RMAC)'를 열고 본격 운영에 들어갔다. 현대차그룹은 2028년 HMGMA에 아틀라스를 투입해 부품을 생산 순서에 맞춰 분류·배치하는 서열작업부터 맡길 계획이다. 2030년에는 부품 조립 등으로 적용 범위를 넓힌다. 이때 현대차가 얻는 효과는 로봇 판매 이익이 아니라 자동차를 만드는 과정에서 발생한다. 반복 작업을 안정적으로 수행하고 무거운 부품을 옮기는 부담을 줄이면 생산성과 작업 안전성을 높일 수 있다. 다만, 로봇 투입 자체를 비용 절감으로 단정하기는 어렵다. 도입 가격과 유지보수비, 생산라인 변경 비용을 고려한 뒤에도 작업시간 단축과 품질 개선 효과가 이를 웃돌아야 한다. 현대차 주주 관점에서는 로봇을 몇 대 배치했는지보다 차량 한 대당 생산비와 공정 가동률이 얼마나 개선되는지가 중요하다. 지난해 3월 정의선 현대차그룹 회장이 미국 조지아주 소재의 현대차그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA) 준공식에서 언론과 인터뷰하고 있는 모습. [사진=현대차그룹] ◆ 3만대 생산능력보다 중요한 '투자 회수' 현대차그룹은 2028년까지 연간 3만대 규모의 로봇 생산능력을 확보할 계획이다. 생산능력은 실제 생산량이나 판매량과 다르다. 규모의 경제를 통해 원가 경쟁력을 확보하려면 그룹 내부 수요뿐 아니라 외부 고객의 구매도 뒷받침돼야 한다. 정 회장의 로봇 전략은 자동차 제조 역량을 새로운 사업으로 확장한다는 점에서 의미가 있다. 현대차그룹은 생산시설과 제조 데이터, 현대모비스의 부품 기술, 현대글로비스의 물류 역량을 결합해 로봇 사업을 키우고 있다. 자동차 공장은 로봇의 실제 작업 능력을 검증하는 현장이자, 초기 수요처가 될 수 있다. 다만, 그룹 차원의 사업 확장과 현대차의 주주가치는 별도로 평가해야 한다. 정 회장의 개인 투자 성과, 다른 계열사의 부품·물류 사업 기회, 현대차의 생산성 개선을 한데 묶으면 현대차 주주에게 돌아갈 몫이 불분명해질 가능성을 배제할 수 없기 때문이다. 취임 6년을 맞은 정 회장의 승부수는 로봇 기업 인수와 기술 시연을 넘어, 생산 현장의 검증과 양산을 준비하는 단계로 접어들었다. 앞으로는 로봇의 성능뿐 아니라 추가 투자 규모와 차량 한 대당 생산비 절감액, 투자금 회수 기간이 로봇 전략의 주주가치를 가늠할 지표가 될 전망이다.  peoplekim@newspim.com 2026-10-12 13:42
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동