40년 전 이병철의 결단...삼성 반도체의 시작 D램, 용량 50만 배 늘었다

업계 최초 12나노급 32Gb D램 개발
대용량 12GB 모듈 별도 공정 없이 제작 가능
비용 절감, 소비 전력 개선

1983년 경기 기흥 반도체 공장을 방문한 고 이병철(가운데) 삼성 회장. 삼성전자 제공

1983년 64킬로비트(Kb) D램을 개발한 삼성전자가 40년이 지난 2023년 용량이 50만 배 증가한 32기가비트(Gb) D램을 개발하는 데 성공했다. 12나노미터(10억 분의 1미터)급 최첨단 공정으로 D램 단일 칩 기준으로 역대 최대 용량이다.

당시 삼성전자의 64Kb D램 개발은 전 세계를 깜짝 놀라게 한 사건이었다. 우리 정부까지 나서서 삼성전자의 반도체 개발을 말렸지만 이병철 회장은 D램을 자체 개발하겠다는 '2.8 도쿄 계획'을 내놓았다. 그리고 열 달 지난 같은 해 12월 제품 개발 성공을 발표한 것이다. 당시 D램 시장을 주도한 일본 업체들도 개발까지 5년 넘게 걸렸다.

---

모두 말린 반도체 산업 진출…1992년 이후 압도적 1위

1983년 도쿄선언 직후 삼성이 언론에 실은 반도체 광고. 삼성전자 제공

40년이 지난 지금까지도 삼성전자는 반도체 시장을 이끌고 있다. 1992년 이후 삼성전자는 D램 1위 자리를 한번도 놓치지 않았다. 삼성전자는 2023년 5월 12나노급 16Gb DDR5 D램을 양산한 데 이어 업계 최대 용량인 32Gb DDR5 D램 개발에 성공하며 D램 미세 공정 경쟁에서 기술 리더십을 공고히 했다.

특히 이번 32Gb 제품은 같은 패키지 사이즈에서 설계 구조 개선을 통해 16Gb D램 대비 두 배 용량을 구현했다는 의미가 있다. 이에 128기가바이트(GB) 모듈을 별도의 TSV 공정 없이 만들 수 있게 됐다. 그동안 데이터센터(IDC)에 주로 쓰이는 128GB 모듈을 만들기 위해서는 16Gb D램 64개를 이어 붙이는 과정이 필요했다. 공간적 한계 때문에 64개의 칩을 얇게 간 다음 미세한 구멍을 수백 개 뚫고 상단 칩과 하단 칩의 구멍을 수직으로 관통하는 전극을 연결한 첨단 패키징 기술인 TSV를 활용해야 했다.

---

"차세대 D램 시장도 견인할 것" 삼성의 자부심

12나노급 32Gb(기가비트) DDR5 D램. 삼성전자 제공

하지만 ①용량이 두 배 늘어난 32Gb D램 덕분에 TSV 설비를 쓰지 않아 비용을 아낄 수 있다. ②한정된 TSV 설비를 인공지능(AI) 반도체를 위한 고대역폭메모리(HBM) 생산에 활용할 수 있다는 파생 효과도 기대된다. ③또 동일 128GB 모듈 기준, 16Gb D램을 담은 모듈 대비 약 10% 소비 전력 개선이 가능해 IDC 등 전력 효율을 중요시하는 IT 기업에 최적의 솔루션이 될 것으로 기대된다.

삼성전자는 이번 12나노급 32Gb DDR5 D램 개발을 통해 고용량 D램 라인업을 꾸준히 늘려 나갈 계획이다. 황상준 삼성전자 메모리사업부 DRAM 개발 실장 부사장은 "이번 12나노급 32Gb D램으로 앞으로 1테라바이트(TB) 모듈까지 구현할 수 있는 솔루션을 확보했다"며 "AI 시대를 주도할 고용량, 고성능, 저전력 제품들로 글로벌 IT 기업들과 협력해 차세대 D램 시장을 이끌 예정"이라고 말했다.

안하늘 기자 ahn708@hankookilbo.com