"초저전력 낸드 실마리 찾았다"…삼성전자, 네이처에 증명

셀 스트링 전력 소모 최대 96% 감소 가능성

강유전체·산화물 반도체 결합으로 고용량 구현

[서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 삼성전자가 세계 학술지 네이처(Nature)에 초저전력 낸드 기술을 발표했다. 인공지능(AI) 확대로 커진 저장장치 전력 부담을 낮출 방안을 제시했다는 점에서 의미가 크다.

27일 삼성전자에 따르면 SAIT(Samsung Advanced Institute of Technology)는 강유전체와 산화물 반도체를 결합한 낸드 구조로 셀 스트링 전력을 최대 96% 줄일 가능성을 확인했고, 이를 네이처에 공개했다.

기존 낸드는 전자를 주입해 정보를 담는 방식이다. 적층을 늘리면 저장 용량은 커지지만 전력도 늘었다. 기술 발전에 제동이 걸린 이유다.

연구진은 산화물 반도체의 전기적 특성에서 답을 찾았다. 고성능 소자에서는 약점으로 보였던 문턱 전압 특성이 전력 절감에 유리하게 작용한다는 점을 규명했다.

강유전체는 미세한 분극 변화로 정보를 보관한다. 산화물 반도체는 누설전류가 낮다. 두 물질의 장점을 맞춰 고용량과 초저전력 조건을 동시에 노렸다.

셀당 5비트 저장 가능성도 확인됐다. 같은 면적에서 더 많은 데이터를 담는 방식이다. 데이터센터와 모바일 기기 모두에 중요한 조건이다.

이번 연구는 삼성전자 SAIT와 반도체연구소 연구진 34명이 수행했다. 순수 사내 연구 성과로 기술 완성도도 인정받았다. 논문 제목은 'Ferroelectric transistors for low-power NAND flash memory(저전력 낸드플래시를 위한 강유전체 트랜지스터)'다.

AI 서비스는 데이터 접근이 늘어난다. 전력 사용량도 가파르게 오른다. 저장장치 효율 개선이 산업 과제가 된 이유다.

데이터센터에서는 운영비 절감 효과가 기대된다. 모바일 기기는 배터리 사용 시간이 늘 수 있다. 엣지 기기에서도 활용 폭이 확장된다.

유시정 SAIT 연구원은 "초저전력 낸드 가능성을 확인하게 돼 기쁘다"라고 말했다. "후속 연구로 제품 적용을 준비하겠다"고 밝혔다.

업계에서는 차세대 저장장치 전략에 중요한 발판이 될 것이라는 전망이 나온다. AI 시대 요구에 부합하는 기술이라는 평가다.

syu@newspim.com