삼성전자 ‘장군’, SK하이닉스 ‘멍군’…모바일 D램에 HKMG 공정 최초 적용해 양산

5기가 영화 1초에 14편 처리
지난달 삼성전자 소개 최고속 제품과 동일 성능
기존 모바일 D램 대비 전력소모 25% 줄여

SK하이닉스가 모바일 D램에 처음으로 HKMG 공정을 적용한 제품(LPDDR5X) 개발에 성공, 최근 공급을 시작했다. /SK하이닉스 제공

SK하이닉스는 9일 모바일 D램 중에서는 처음으로 하이-K메탈게이트(HKMG) 공정을 적용한 LPDDR5X 개발에 성공했다고 밝혔다.

SK하이닉스에 따르면 HKMG 공정은 유전율(K)이 높은 물질을 D램 트랜지스터 내부 절연막에 사용해 새는 전류를 막고, 정전용량을 개선한 차세대 공정이다. D램 속도를 높이면서도 전력사용량을 줄인 것이 특징이다.

모바일 D램의 대표격인 LPDDR은 제품명에 저전력(Low Power)가 포함돼 있을 정도로 낮은 소모전력을 특징으로 한다. 모바일의 경우 배터리를 사용, 쓸 수 있는 전력량이 한정돼 있어 기기 사용시간을 늘리려면 부품 하나하나의 저전력화가 중요하다. 새 LPDDR5X가 적용된 모바일 기기는 한번 충전으로 더 오랜 시간을 사용할 수 있다는 게 SK하이닉스 설명이다. 실제 SK하이닉스의 LPDDR5X는 국제반도체표준협의기구(JEDEC)가 정한 초전압 범위인 1.01~1.12V에서 작동하며, 소모전력은 이전 제품보다 25% 줄었다.

SK하이닉스 LPDDR5 세대별 제품 성능 그림. /SK하이닉스 제공

여기에 속도 역시 최고 수준이다. 앞서 지난달 삼성전자는 업계 최고속인 8.5Gbps(초당기가비트) LPDDR5X를 소개했는데, SK하이닉스도 이를 구현해 낸 것이다. 해당 속도는 5㎇(기가바이트) 용량의 영화 14편을 1초에 처리하는 성능으로, 일반적으로 1Gbps가 높으면 5㎇ 영화 2편을 더 처리할 수 있다. LPDDR5의 최고 속도인 6.4Gbps에 비해 1.3배 빠르다.

LPDDR은 주로 스마트폰이나 노트북, 태블릿 PC 등 정보기술(IT) 기기에 사용되는 D램이다. 최근 스마트폰을 비롯한 모바일 기기 수요가 늘면서 LPDDR 기술력도 크게 발전했다. 특히 주로 사용되는 스마트폰의 경우 일정 주기마다 새로운 제품이 출시되는 타임 투 마켓(Time to Market)이기 때문에 기존 성능을 넘는 새 제품 개발을 제때에 하는 것이 상당히 중요하다. 보통 D램은 개발 세대를 숫자로 구분하는데, 최신 제품인 5X는 7세대(1-2-3-4-4X-5-5X 순)다.

조성권 SK하이닉스 CP LPD5 PE(10나노급 4세대(1a) LPDDR5 제품활성화) PL(프로젝트리더)는 “제한된 시간 내에 LPDDR5X를 개발할 수 있어 만족스럽다”라며 “특히 (새 제품) 양산성과 관련해 지금까지 진행했던 어떤 제품보다 뛰어나다”라고 했다.

업계는 LPDDR 기술을 둘러싼 업체간 경쟁이 더 치열해질 것으로 본다. 높은 성능을 가진 저전력 D램 사용처는 ESG(환경・사회・지배구조) 경영 측면에서도 중요해서다. 특히 고성능컴퓨팅(HPC), 자동차 전장, 5세대 이동통신(5G) 등에서 폭넓게 사용될 것으로 전망된다.

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