차세대 메모리 M램, 상용화 걸림돌 전력소모·발열 줄였다 작성일 10-28 357 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="UDGah9DxtM"> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="ukWoIbkPXx" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="유정우 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 교수(아랫줄 가운데) 연구팀. UNIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/28/dongascience/20241028114819465fgpz.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="pQkVLHxpXR" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/28/dongascience/20241028114819465fgpz.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 유정우 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 교수(아랫줄 가운데) 연구팀. UNIST 제공 </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="7EYgCKEQtQ" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 전력 소모와 발열을 줄인 새로운 M램 소자 구조를 개발하는 데 성공했다. 자성메모리인 M램은 기존 메모리 반도체인 낸드플래시와 D램의 장점을 모두 갖춘 차세대 메모리다.</p> <p dmcf-pid="zs5cT4sdYP" dmcf-ptype="general"> 울산과학기술원(UNIST)은 유정우 신소재공학과 교수팀이 저전력으로 메모리에 데이터를 저장할 수 있는 신개념 M램 소자 구조를 개발해 실험으로 입증하고 연구결과를 9일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개했다고 28일 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="qO1ky8OJZ6" dmcf-ptype="general"> 전자의 물리량에는 전기적 성질인 전하 외에도 특정 방향을 나타내는 고유한 자기적 성질인 '스핀'이 있다. 스핀의 정렬 상태에 따라 물질의 자성이 바뀐다. 스핀을 활용해 정보를 처리하고 저장하는 기술을 '스핀트로닉스(Spintronics)'라고 한다.</p> <p dmcf-pid="BItEW6Ii58" dmcf-ptype="general"> 스핀트로닉스를 활용한 메모리 반도체인 M램은 낸드플래시(NAND Flash)처럼 전원을 꺼도 데이터가 날아가지 않는 비휘발성이면서 D램처럼 작동 속도가 빠르다. 대용량 정보처리가 필요한 인공지능(AI), 자율주행, 사물인터넷(IoT) 분야에 활용될 것으로 기대되며 일부 분야에서는 이미 상용화되기도 했다.</p> <p dmcf-pid="bQc2nGQ0H4" dmcf-ptype="general"> M램은 두 개의 자성층이 자화된 방향이 평행일 때와 반평행 상태일 때를 0과 1로 구분해 데이터를 저장하는 메모리 소자다. 소자에 전류를 흘리면 평행일 때 저항값이 작고 반평행일 때 저항값이 크다는 점을 활용한 것이다. 자화 방향을 바꾸려고 전류를 흘릴 때 전력 소모와 발열이 크다는 점이 해결 과제였다.</p> <p dmcf-pid="KxkVLHxpYf" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 자성절연체인 'YIG(이트륨 철 가넷)'와 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 에틸렌(TrFE)를 중합시킨 고분자 강유전체인 'PVDF-TrFe' 박막 사이에 그래핀을 끼운 소자를 설계했다. 자성절연체는 전기가 잘 통하지 않지만 자성을 띠는 물질이고 강유전체는 외부 전기장 없이도 전기적 방향성을 유지하는 물질이다.</p> <p dmcf-pid="9MEfoXMUYV" dmcf-ptype="general"> YIG층을 통해 스핀의 흐름인 '스핀전류'가 그래핀에 주입되면 스핀전류가 전하가 흐르는 전류로 변환되는 '역에델스타인 효과'를 통해 그래핀에 전류가 흐른다. 이후 순간적인 전기장 변화를 주는 펄스를 강유전체에 가하면 그래핀 내 전류 방향을 바꾸고 유지할 수 있다. 전류 방향에 따라 0과 1로 정보를 저장할 수 있는 것이다.</p> <p dmcf-pid="238HBc3IX2" dmcf-ptype="general"> 연구팀이 개발한 소자는 상대적으로 높은 전류가 필요해 발열과 성능 저하가 일어났던 기존 소자의 문제를 해결할 것으로 기대된다. 연구팀은 "메모리 및 연산이 가능한 초저전력, 초고속 읽기·쓰기, 고집적, 프로세스 인 메모리(PIM) 소자의 기반이 될 신개념 비휘발성 단위소자 개발 가능성을 규명한 것"이라고 설명했다.</p> <p dmcf-pid="V06Xbk0C19" dmcf-ptype="general"> 유 교수는 "발열과 에너지 소모를 획기적으로 줄이고 기하급수적으로 늘어나는 AI 반도체 소자의 전력 소모 문제를 해결할 수 있는 단초를 제공한 연구"라고 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="fLIMk0LK5K" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> - doi.org/10.1038/s41467-024-52835-z<br> </p> <p dmcf-pid="4oCREpo9tb" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 KAIST, 입는 로봇으로 국제 사이배슬론 대회 2연패 10-28 다음 ‘플러스타’ 이준호, 뷰티 브랜드 앰배서더에 잘 어울리는 스타 [DA:차트] 10-28 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
