UNIST "전력소모·발열 문제 해결한 M램 메모리 소자 개발"

저전력으로 M램에 데이터 저장…높은 문턱전류 대신 전압 펄스 사용

(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 울산과학기술원(UNIST)은 차세대 메모리인 M램(자성메모리) 반도체의 전력 소모와 발열 문제를 해결할 메모리 소자를 개발했다고 28일 밝혔다.

UNIST에 따르면 신소재공학과 유정우 교수팀은 저전력으로 메모리에 데이터를 저장할 수 있는 M램 소자 구조를 제시하고, 실험적으로 입증했다.

M램은 낸드플래시와 D램의 장점을 고루 갖춘 차세대 메모리다.

낸드플래시처럼 전원을 꺼도 데이터가 사라지지 않는 비휘발성이며, D램 수준으로 속도가 빠르다.

안전성과 빠른 데이터 읽기, 쓰기가 필요한 분야에서는 일부 상용화됐다.

M램은 메모리에 데이터를 쓰고 지울 때 전류를 사용한다.

메모리 소자를 구성하는 두 개 자성층의 자화 방향이 서로 평행일 때는 저항값이 작고, 반평행 상태일 때는 저항값이 높아져 각각의 상태에 따라 0과 1의 데이터로 저장하는 방식이다.

자성층 자화 방향을 바꾸는 데는 문턱전류 이상의 전류를 흘려야 하는데, 이때 발생하는 전력 소모와 발열이 문제였다.

반면 연구팀이 개발한 메모리 소자는 전압 펄스만으로 메모리에 정보를 쓸 수 있다.

이 소자는 그래핀이 자성 절연체인 YIG(이트륨 철 가넷·Yttrium iron garnet)와 강유전체인 PVDF-TrFE(폴리비닐리덴 플루오라이드와 에틸렌을 중합시킨 고분자) 사이에 끼어 있는 구조다.

전압 펄스를 가하면 그래핀에 흐르는 전류 방향이 바뀌고, 이 방향에 따라 0과 1을 저장한다.

유정우 교수는 "발열과 에너지 소모를 획기적으로 줄였다"며 "기하급수적으로 늘어나는 인공지능(AI) 반도체 소자의 전력 소모 문제를 해결할 수 있는 실마리를 제공한 연구"라고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 10일 게재됐다.

연구는 한국연구재단 차세대 지능형 반도체 기술개발사업과 나노 및 소재 기술개발사업, 기초연구사업 등의 지원을 받았다.

yongtae@yna.co.kr

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