산업연구시리즈 http://www.hanaif.re.kr 2009년 2월 27일 제 3 호 비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 Outlook for Non-volatile Memory Devices and Solid State Drives 수석연구원 이주완

http://www.hanaif.re.kr 2009년 2월 27일 제 3 호 비휘발성 메모리 소자 개발 동향 및 SSD 시장 전망 Outlook for Non-volatile Memory Devices and Solid State Drives

산업연구시리즈 http://www.hanaif.re.kr 2009년 2월 27일 제 3 호 비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 Outlook for Non-volatile Memory Devices and Solid State Drives 수석연구원 이주완 /joowanlee@hanaif.re.kr /02-2002-2683 연구 위원 김남훈 /zec89@hanaif.re.kr /02-2002-2682 연 구 원 윤일재 /ijyoon@hanaif.re.kr /02-2002-2696

요 약 반도체 산업 동향 2,000억달러가 넘는 전 세계 반도체 시장에서 메모리가 차지하는 비중은 20% 수준에 불과. 나머지 80%는 비메모리 반도체로서 ASSP(24%) Microprocessor(18%), ASIC(9.6%) 등이 절반 이상을 차지 반도체산업 불황에 따른 업체들의 실적 악화로 인해 삼성전자와 하이닉스를 제외한 모든 DRAM 업체들은 생존을 위해 합병을 추진 중이며 상반기 중 구조조정이 마무리될 전망 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 동향 메모리 업체들이 새로운 비휘발성 메모리 개발에 공을 들이는 이유는 Flash 메모리가 갖고 있는 한계 때문. Flash 메모리는 전력소모가 많고, 셀 면적이 크며, 속도가 느리고 반복사용 수명이 짧음 이에 반해 차세대 메모리로 기대되는 다른 비휘발성 메모리의 경우 DRAM에 필적할만한 속도와 작은 셀 면적, 그리고 Flash보다 100만 배 이상 긴 수명 등의 우수한 특성을 보임 현재 PRAM은 DRAM 공정과 거의 유사하게 생산할 수 있어 다른 비휘발성 메모리에 비해 설비투자와 개발비용의 관점에서 유리한 위치에 있으며 GST는 이미 광디스크 재료로 사용되어 재료 개발의 부담이 적음 따라서 현재 Post Flash 자리를 놓고 경합을 벌이고 있는 차세대 비휘발성 메모리 소자 가운데 PRAM이 가장 먼저 시장을 형성할 것으로 보임 다음으로 MRAM은 STT 방식의 도입으로 집적도와 셀 간 간섭효과가 어느 정도 해결되어 빠른 기술개발상의 진전을 보일 전망 향후 MRAM이 DRAM이나 Flash를 완전히 대체할 수는 없을 것으로 보이나 장기적으로는 하드디스크를 대체하는 수준으로 진화될 것으로 예상 DRAM과 유사한 구조의 FeRAM은 소비전력이 적으며 대용화가 가능해 차세대 반도체 소자들 가운데 가장 먼저 상용화되었으나 낮은 집적화로 인해 시장형성이 이뤄지지 않고 있는 상황 -i-

향후 양산 가능성은 높은 편이나 최근 주목받고 있는 STTRAM의 개발로 인해 시장에 대한 기대가 다소 약화될 것으로 예상 SSD 개발 동향 및 시장 전망 SSD는 반도체 소자 방식이므로 속도가 빠르고 발열과 소음이 없음. 또한 기계적인 동작이 불필요하므로 외부의 충격에도 훨씬 강할 뿐 아니라 전력 소모가 적고 가벼우며 긴 수명이 장점 동일 사양의 HDD와 비교할 때 읽기 속도와 쓰기 속도는 HDD보다 각각 4.2배, 6.4배 빠른 반면 무게는 1/4에 불과. 또한, 동작 시 소비전력과 대기 시 소비전력은 각각 HDD의 1/3, 1/15 수준에 불과해 친환경성이 높음 SSD 시장에서는 삼성전자가 80%의 시장점유율로 선두를 지키는 가운데 인텔, 도시바, 마이크론, 하이닉스 등 반도체 업체와 씨게이트, 히타치 등 HDD 업체가 경쟁에 가세 삼성전자는 2006년 세계 최초로 PC용 PATA 방식의 32GB SSD 개발에 성공한 이후 SATAⅠ 64GB, SATAⅡ 64GB, SATAⅡ 128GB, SATAⅡ 256GB SSD를 잇달아 출시하며 선두자리를 굳건히 지키고 있음 도시바는 최근 256GB, 512GB 용량의 SSD 개발에 잇달아 성공하며 선두 업체인 삼성전자를 바짝 추격하고 있으며 메모리 업체인 미국의 마이크론 역시 올해 3월부터 256GB SSD 양산을 시작할 예정 하이닉스도 지난해 말 16GB, 32GB 용량의 넷북용 SSD 제품을 선보이고 경쟁에 뛰어들었으며 올 상반기 중 64GB, 128GB 제품을 출시해 SSD 제품군을 다양하게 확대한다는 전략을 추진 태진인포텍, ONS, 유빅스테크놀로지, 인디링스, 엠트론, 명정보기술 등 국내 중소형 SSD 업체들은 HDD 폼팩터를 벗어나 새로운 형태의 SSD를 개발해 공급하는 등 대형 업체들과는 차별화된 전략을 추구 SSD 시장규모는 2011년에 87억 달러, 2012년에 95억 달러에 달할 것으로 예상되며 2012년에는 NAND Flash의 수요 중 SSD가 차지하는 비율이 40%에 육박할 전망 SSD 시장 확대는 NAND와 DRAM의 수요를 견인할 것으로 기대되며 특히 NAND 제조업체가 가장 큰 수혜를 받을 것으로 예상 - i-

Summary Overview of the Semiconductor Market Memory devices account for only 20% of the $200 billion semiconductor market. The remainder consists of non-memory items such as ASSP(24%), microprocessors(18%) and ASIC(9.6%). Deteriorated profitability amid the slowdown in the semiconductor industry is driving DRAM firms (except Samsung and Hynix) to seek M&A deals for survival. The restructuring of the semiconductor industry is likely to be completed within the first half of 2009. Fig 1 Market Portfolio Fig 2 Memory Market Forecast Optical Discrete 8.3% 6.4% Analog IC 6.0% ASIC 9.6% Source : Gartner ASSP 23.9% Sensors 0.8% M emory 21.6% Logic IC 5.0% M icro compon ent 18% NAND Other DRAM 80 ($ bn) 60 40 20 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Source : Hana Institute of Finance Non-volatile Memory Devices Memory firms are pursuing development of new non-volatile devices because of the limitations of flash memory. Flash memory's weaknesses include high power consumption, large cell size, low speed and poor endurance. Other next generation non-volatile memory devices are as fast as DRAM, smaller than flash memory and exhibit endurance that is 1 million times better than flash memory. - i-

PRAM, which has a similar process to DRAM, is at an advantage in terms of capex and development costs. GST, the key material for PRAM, is already used in optical disks and is easily accessible. Among the new non-volatile memories which are competing for the title of Post Flash, PRAM is likely to start business first. MRAM is expected to show meaningful progress in technology by adopting the STT method, which will solve the problems of integration and interference between cells. MRAM is not likely to substitute for DRAM and flash memory completely, but is expected to substitute for HDDs to some extent. FeRAM, which has a similar process to DRAM, was first to be adopted due to its low power consumption and large capacity. However, it has failed to expand market share because of low integration. Since STTRAM is emerging, the MRAM market is not as promising as before. However, FeRAM still has potential. Table 1 Specifications of Non-volatile Memories DRAM Flash FeRAM MRAM PRAM Nonvolatility No Yes Yes Yes Yes Storagelayer Capacitor FloatingGate Capacitor MTJ Changable Phase Storagetype Charge Charge Polarization Resistance Resistance Dataretainment 0yr 10yr 10yr 10yr 10yr Writingtime 50ns 1-2μs 50-100ns 10-50ns 50ns Readingtime 50ns 20-110ns 50-100ns 10-50ns 50ns Celsize(relative) 1 0.8 1.3 <1 <1 Endurance 1015 105 1012-1015 >1012 1013 Integration >1Gb >1Gb 256kb N/A >128Mb Workingcurent 100mA <100mA >10mA >10mA >10mA Application PC MobileEquip. ICCard General General Source : KIPO, KISTI, ITRS, IEDM -iv-

Solid State Drives Because SSD is semiconductor device, it is fast, silent and generates less heat. SSD is also resistant to external shocks, since it has no moving parts. Furthermore it has low power consumption and is light and endurable. SSD has reading/writing speeds that are 4~6 times higher than HDD but its weight is only 1/4th of HDD. Working power and standby power of SSD are only 1/3rd and 1/15th of HDD respectively, making SSD more environmentally friendly. Fig 3 Comparison between 1.8inch HDD and SSD HDD-80GB 32GB-SSD 64GB-SSD 70 60 50 40 30 20 10 0 15 53 64 Reading Speed(MB/s) Source : Samsung Electronics 7 30 45 Writing Speed(MB/s) 61 15 15 Weight(g) 1.5 0.5 0.5 1.5 0.1 0.1 Working Power(W) Standby Power(W) Samsung Electronics has market share of over 80% and is the top manufacturer in the SSD market. Semiconductor firms such as Intel, Toshiba, Micron and Hynix, as well as HDD firms such as Seagate and Hitachi, are also competing in this market. Samsung is leading the market by launching a series of SSD products since it successfully brought a 32GB SSD to the market in 2006. Toshiba is close behind Samsung. It recently succeeded in developing 256GB and 512GB SSDs. Micron, a US memory manufacturer, is scheduled to launch a 256GB product in March. -v-

Hynix also started SSD production by launching 16GB and 32GB netbook applicable SSDs last December. It will put 64GB and 128GB products on the market before June to diversify its portfolio. SMEs such as Taejin Infotech, ONS, Ubix-tech, Indirings, Mtron and Myung Information Technology are pursuing an exclusive strategy by supplying products out of the HDD form factor. The SSD market is expected to grow up to $9.5 billion in 2012, at which point SSD will account for 40% of the NAND market. The expansion of the SSD market will boost NAND and DRAM demand and NAND manufacturers will receive the most benefits. Fig 4 SSD Market Forecast Fig 5 SSD Equipped Notebook ratio Sales(L) Shipment(R) 12 10 ($ bn) (unit, billion) 8 6 4 2 0 2008 2009 2010 2011 2012 Source : Trendfocus 100 80 60 40 20 0 40 (%) 35.0 30 27.0 20 18.0 10 5.9 1.1 0 2008 2009 2010 2011 2012 Source : IDC -vi-

목 차 Ⅰ. 서론 1 Ⅱ. 반도체 이해 2 1.반도체 종류와 적용분야 2 2.메모리 반도체시장 현황 5 Ⅲ. 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 동향 10 1.FlashMemory 11 2.FeRAM 13 3.STTRAM 15 4.PRAM 17 5.ReRAM 21 6.차세대 비휘발성 메모리 비교 24 Ⅳ. SSD 개발 동향 및 시장 전망 26 1.SSD의 정의와 특징 26 2.SSD 기술 개발 현황과 과제 28 3.SSD의 잠재시장인 HDD의 시장 규모와 향후 전망 32 4.SSD 적용 분야 및 향후 전망 34 5.SSD 시장 확대가 NAND,DRAM 시장에 미치는 영향 36 Ⅴ. 시사점 및 맺음말 37 -vi-

표 목차 표1 DRAM 산업 구조조정 현황과 전망 9 표 2 Flash메모리별 성능 비교 12 표3 PRAM 소재에 따른 특성과 적용분야 19 표4 메모리별 성능 비교 25 표5 HDD와 SSD의 주요 특성 비교 27 표6 HDD 업체의 SSD 시장 진출 현황 29 표7 외장 HDD 시장 전망 32 표8 삼성전자 PC의 SSD 탑재 계획 35 -v i-

그림 목차 그림 1 반도체의 다양한 응용분야 1 그림 2 반도체의 분류 2 그림 3 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 차이 3 그림 4 종류별 반도체시장 비중 4 그림 5 세계 반도체기업 매출 순위 4 그림 6 메모리 반도체시장 전망 6 그림 7 DRAM,NAND의 성장률 추이 6 그림 8 DRAM 시장점유율 7 그림 9 NAND 시장점유율 7 그림 10 DRAM 가격 추이 8 그림 11 NAND 가격 추이 8 그림 12 주요 메모리업체 2008년 영업이익률 9 그림 13 세계 반도체 설비투자 증가율 9 그림 14 Flash메모리 응용 분야 11 그림 15 강유전체(PZT)의 모식도 14 그림 16 강유전체(PZT)의 전기특성(히스테리시스) 14 그림 17 전자의 회전 운동 응용 분야 16 그림 18 MTJ(자기접합터널)의 데이터 기록 원리 16 그림 19 기존 MRAM 구조와 STT-RAM의 기술방식 차이 17 그림 20 PRAM의 전압-전류 특성 곡선 18 그림 21 PRAM의 구조 18 그림 22 삼성전자가 개발한 512MbPRAM 20 그림 23 PRAM 시장 전망 20 그림 24 ReRAM의 구조 22 그림 25 ReRAM의 상태 변환 22 그림 26 후지쯔가 최근에 개발한 ReRAM 23 그림 27 ReRAM 관련 특허출원 동향 23 그림 28 SSD(좌)와 HDD(우)의 내부 모습 26 그림 29 SSD를 탑재한 센스 X360 26 -ix-

그림 30 1.8인치 외장형 SSD,HDD 성능 비교 28 그림 31 세계 HDD 출하량 추이 33 그림 32 전체 HDD 중 2.5인치 HDD의 비중 33 그림 33 2007년 전세계 HDD 시장점유율 34 그림 34 2008년 전세계 HDD 시장점유율 34 그림 35 연도별 SSD 시장 전망 36 그림 36 SSD를 탑재한 노트북 비중 추이 36 그림 37 이동식 저장장치와 대용량 저장장치 시장의 현재와 미래 37 -x-

Ⅰ. 서론 Ⅰ. 서론 반도체는 21세기를 살아가는 현대인의 생활 구석구석에 자리 잡고 있으며 비록 대 부분의 사람들이 인지하지 못하고 있겠지만 반도체와 떨어져서는 단 하루도 살 수 없 는 것이 우리의 현실이다.PC와 노트북은 제외하더라도 휴대폰,TV,오디오,청소기, 세탁기,카메라 등 가전제품에서부터 승용차,지하철,버스,항공기,선박 등 운송수단 그리고 각종 출입카드,상점의 계산대,무인판매대에 이르기까지 반도체의 응용범위 는 상상을 초월한다.이러한 각종 전자제품의 내부에는 필연적으로 반도체가 탑재되 기 마련이고,특히 소비자가 자료를 저장하거나 프로그램을 변경할 필요가 있는 제품 에는 전원이 차단되어도 정보가 보존되는 비휘발성 메모리가 반드시 필요하다. 본 보고서에서는 반도체소자 가운데 저장매체로서의 기능을 갖는 비휘발성 메모리 반도체의 종류와 특징을 살펴보고 각 비휘발성 메모리 소자의 기술개발 동향과 시장 성을 살펴보고자 한다.또한,NAND의 수요를 견인하고 HDD(HardDiskDrive:하드디 스크드라이브)를 대체할 차세대 저장매체로 기대를 모으고 있는 SSD(SolidStateDrive) 의 특징과 향후 전망에 대한 분석도 병행하고자 한다. 그림 1 반도체의 다양한 응용분야 자료 : 하나금융경영연구소 - 1 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 Ⅱ. 반도체 이해 1. 반도체 종류와 적용분야 연산, 제어기능의 비메모리와 데이터 저장기능의 메모리로 분류 반도체는 크게 메모리 반도체와 비메모리 반도체로 분류할 수 있다.비메모리 반도 체는 우리가 흔히 CPU(CentralProcesingUnit:중앙처리장치)라 부르는 Microprocesor 를 비롯해서 각종 전기,전자제품의 연산 및 제어장치에 들어가는 반도체를 통칭한다. Microprocesor외에 많이 사용되는 비메모리 반도체는 ASSP(ApplicationSpecificStandard Product:표준반도체)와 ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit:주문형반도체)등이 있다.ASSP는 특정용도로 사용되는 전용 표준 제품의 집적회로를 총칭하는 용어로 각 종 컴퓨터 주변기기 제어용 또는 통신용 제품이 대표적이다.이에 반해 ASIC은 고객 의 요구대로 특수한 기능의 회로를 설계해 생산하는 특정 용도의 제품으로서 다품종 소량생산에 의해 제작된다. 그림 2 반도체의 분류 자료 : 하나금융경영연구소 한편,메모리 반도체는 컴퓨터나 각종 디지털 기기 등에 데이터를 저장하기 위해 사용되는 반도체를 통틀어 말한다.메모리 반도체는 전원 단절 후 데이터 보존능력에 - 2 -

Ⅱ. 반도체 이해 따라 다시 두 가지로 분류되는데 전원을 끄면 데이터가 삭제되는 종류를 휘발성 메모 리라 하고 전원을 끈 후에도 데이터가 보존되는 종류를 비휘발성 메모리라 부른다. 휘발성 메모리의 대표적인 제품은 DRAM(DynamicRandom AcesMemory)으로서 우리 가 흔히 데스크톱이나 노트북 등에 장착해 사용하는 반도체를 말한다.DRAM의 수요 처는 주로 PC,서버,워크스테이션 등 컴퓨터 제품에 한정되어 있으며 휴대폰을 비롯 한 각종 디지털기기에도 사용되지만 메모리 소요량이 적어 매출 비중은 낮다.DRAM 이외의 휘발성 메모리로는 SRAM(StaticRandom AcesMemory)이 있는데 SRAM은 DRAM이나 비휘발성 메모리의 보조기능을 담당하는 Cache메모리 등에 주로 사용된 다.그 밖에 DRAM,SRAM을 응용한 SDRAM,PseudoSRAM 등이 있다. 그림 3 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 차이 자료 : 하나금융경영연구소 비휘발성 메모리의 경우는 종류도 다양하고 적용분야 또한 매우 폭 넓다.비휘발성 메모리는 전원이 꺼져도 저장된 데이터가 보존되는 특성으로 인해 PC의 하드디스크 와 마찬가지로 정보를 저장하고 필요할 때 읽어오는 용도로 주로 사용된다.가장 대 표적인 비휘발성 메모리로는 Flash메모리가 있는데 Flash메모리는 NAND와 NOR로 구분할 수 있다.NAND와 NOR의 차이는 데이터 저장 방식에 있는데 NAND가 16개 의 셀을 동시에 읽고 쓰는 방식을 통해 대용량 데이터 저장에 적합한 반면,NOR는 DRAM과 마찬가지로 각 셀이 독립적으로 작동해 정확한 제어가 필요한 경우에 사용 된다.NAND가 사용되는 응용분야로는 디지털카메라,MP3P,휴대폰,메모리카드, - 3 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 SSD 등 다양하며 NOR는 통신장비 등에 주로 사용된다.Flash 이외에 FeRAM, STTRAM,PRAM,ReRAM,PoRAM,NFGM 등 다양한 비휘발성 메모리들이 현재 개발 중이거나 출시되고 있으며 향후 Flash메모리가 차지하고 있는 시장을 놓고 치열한 경 쟁을 벌일 것으로 예측된다. 전체 반도체 중 메모리 반도체가 차지하는 비중은 1/5에 불과 삼성전자,하이닉스 등 국내 반도체 업체들은 메모리 반도체 시장의 1,2위를 차지 하며 지난 몇 년간 합계 시장점유율 50%의 절대강자의 위치에 있다.그러나 이는 단 지 메모리 시장에서의 이야기일 뿐이다.2,000억달러가 넘는 전 세계 반도체 시장에서 메모리가 차지하는 비중은 20% 수준에 불과하다(그림4).나머지 80%는 비메모리 반 도체로서 ASSP(24%)Microprocesor(18%),ASIC(9.6%)등이 절반 이상을 차지하고 있다. 비메모리 반도체는 대부분 고부가가치 산업이고 DRAM,NAND 등 메모리 반도체와 같은 급격한 가격하락도 드물다.따라서 우리나라가 진정한 반도체 강국이 되기 위해 서는 국내 반도체 업체들이 비메모리 반도체 비중을 높이는 전략을 추구해야만 한다. 그나마 삼성전자는 반도체 매출의 28%가 비메모리여서 종합 반도체 회사로서의 모습 을 갖추고 있으나 하이닉스의 경우는 전체 매출을 메모리에 의존하기 때문에 주변 상 황에 민감할 수밖에 없고 수익기반도 취약한 편이다. 그림 4 종류별 반도체 시장 비중(2007년) 그림 5 세계 반도체 기업 매출 순위(2007년) Optical Discrete 8.3% 6.4% Analog IC 6.0% ASIC 9.6% ASSP 23.9% Sensors 0.8% Memory 21.6% Logic IC 5.0% Micro compon ent 18% STMicro 8.0% Toshiba 9.7% Hynix 7.2% TI 9.8% Renesas 6.4% Sony 6.4% Samsung 15.7% Infineon 4.9% AMD 4.7% Intel 27.1% 자료 : Gartner 자료 : 하이닉스 - 4 -

Ⅱ. 반도체 이해 현재 메모리와 비메모리를 포함한 전체 반도체 시장 1위는 인텔이다(그림5).인텔의 시장점유율은 27%에 이르며 지난 수년간 독보적인 1위 자리를 유지하고 있다.메모 리 1위 업체인 삼성전자가 인텔의 뒤를 이어 15.7%의 점유율로 2위를 차지하고 있으 며 TI(9.8%),도시바(9.7%)가 각각 3,4위에 올라 있다.2위와 3위 업체의 점유율 합계 가 1위 업체에 못 미치며 상위 3개 업체의 점유율이 50%를 넘어 이미 과점 상태에 도달한 상태이다.한편,DRAM 2위인 하이닉스는 7%로 6위에 올라 있다. 2. 메모리 반도체 시장 현황 비휘발성 메모리인 NAND의 성장률이 DRAM을 앞서 조사기관에 따라 차이가 있지만 2007년 기준 전 세계 메모리 반도체 시장 규모는 약 585억달러로 추정된다.그 중 DRAM이 51.5%로 가장 큰 시장을 형성하고 있으며 NAND가 25.3%로 DRAM의 절반 수준이다.그러나 다양한 수요가 창출되는 NAND의 성장률이 DRAM보다 높은 것으로 나타났다.2006년에 DRAM의 37%에 불과했던 NAND의 비중이 2008년에는 DRAM의 52%에 이르렀을 것으로 추정되며 2010년경에 는 DRAM의 56%까지 상승할 것으로 예상된다. 또한 79억달러에 달하는 NORFlash 와 기타 차세대 메모리를 포함한 비휘발성 메모리 시장규모는 2007년 기준 약 249억 달러에 이른다.현재는 Flash메모리가 비휘발성 메모리 시장의 90% 이상을 차지하고 있지만 시간이 지남에 따라 경쟁력을 갖춘 새로운 메모리 소자가 등장해 Flash시장을 잠식할 가능성이 있다. 한편,지난해 반도체 시장의 침체로 인해 메모리 반도체 매출이 10% 정도 감소했을 것으로 추정되며 올해도 11% 정도 마이너스 성장을 기록할 것으로 보인다.메모리 시 장 축소의 주된 이유는 가장 큰 수요처인 PC와 휴대폰의 부진에 있다.PC판매는 지 난 3분기 이후 급격히 감소했으며 휴대폰도 올해 마이너스 성장이 예상된다.그러나 메모리 시장은 2010년부터 다시 두 자리 성장률을 기록하며 NAND의 경우 2010년, DRAM의 경우 2011년에는 2007년 수준을 회복할 전망이다.NAND의 회복이 DRAM 보다 빠를 것으로 보는 근거는 경기 침체 이전에 이미 더 높은 성장을 보이고 있었고 수요 측면에서 SSD를 비롯한 새로운 응용분야의 등장이 예상되기 때문이다. - 5 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 그림 6 메모리 반도체 시장 전망 그림 7 DRAM, NAND의 성장률 추이 80 (십억달러) NAND Other DRAM 20 (%) DRAM NAND 60 15 10 40 20 5 0-5 2007 2008 2009 2010 2011 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 자료 : Gartner, 하나금융경영연구소 -10-15 자료 : Gartner, 하나금융경영연구소 DRAM의 경우는 올해 한 차례 구조조정을 거치는 과정에서 물량 축소가 불가피하 다는 점도 감안했다.현재 진행되는 구조조정은 하위 업체 간의 합병이 주를 이루므 로 합병에 의한 시너지를 기대하기 어려워 합병 후 통합사의 시장지배력은 현재 각 사의 합계에 못 미칠 전망이다.이와 유사한 사례로는 과거 현대전자와 LG반도체의 합병을 들 수 있다.양사의 합병을 통해 탄생한 하이닉스는 일시적으로 세계 1위를 기 록했으나 재무적,기술적 한계를 극복하지 못하고 점유율이 급락한 바 있다. NAND 시장에서는 한국과 일본이 각축을 벌이는 상황 메모리 반도체 시장은 크게 DRAM과 NAND로 구분할 수 있다.DRAM은 한국,일 본,미국,독일,대만 등 5국이 주요 생산국인데 최근 독일의 키몬다가 파산함에 따라 4국으로 축소되었다.삼성전자와 하이닉스가 각각 30.2%와 19.3%의 점유율로 1위와 2위를 차지하고 있으며 국내 업체들의 시장점유율은 약 50%에 이르는 상태이다.그 뒤를 이어 일본의 엘피다가 약 16%의 시장을 차지하고 있으며 미국의 마이크론은 10% 정도를 차지한다.특히,엘피다는 시장점유율이 2006년 10.2%에서 2008년 15.8% 까지 높아지며 최근 경쟁사 대비 가파른 점유율 상승을 보여 주목할 필요가 있다.그 외에 대만의 난야,파워칩,프로모스 등 3사와 소형 업체들이 있는데 대만 3사의 합산 시장점유율은 약 10% 정도이다. - 6 -

Ⅱ. 반도체 이해 그림 8 DRAM 시장 점유율(2008. 3분기) 그림 9 NAND 시장 점유율(2008. 3분기) Elpida 15.8% Micron 10.3% Qimonda 9.8% 기타 14.6% 하이닉스 14.4% Micron 7.8% Intel 5.6% Numonyx 2.2% 하이닉스 19.3% 삼성전자 30.2% Toshiba 28.9% 삼성전자 41.1% 자료 : IDC 자료 : Gartner DRAM에 비해 NAND시장의 과점도는 더욱 심하다.시장 1위인 삼성전자가 41%의 점유율을 차지한 것을 비롯해서 2위인 일본 도시바가 29%,3위의 하이닉스가 14%를 차지해 상위 3개 업체의 점유율이 약 85%에 이른다.반도체 매출이 급감한 지난해, 하이닉스가 기술적인 문제로 NAND 생산량을 줄인데 반해 삼성전자와 도시바는 오 히려 생산량을 늘려 상위 업체의 시장지배력은 더욱 강화된 상태이다.다만 지난해 2,000억엔 규모의 적자를 기록한 도시바가 최근 생산량을 30% 줄이고 신규시설의 착 공을 연기한데 반해 하이닉스는 하반기부터 NAND 생산량을 늘릴 가능성이 높아 올 해 점유율 추이는 예측이 어렵다.그 외에 마이크론,인텔 등 미국 업체들이 있으나 상위 업체들에 비해 영향력이 미미한 상태이기 때문에 실질적으로 NAND 시장은 한 국과 일본에 의해 양분된 상태이다. 메모리 가격의 끝없는 추락은 업체들의 수익성을 악화시킴 반도체 산업은 통상적으로 호황과 불황이 주기적으로 반복되는 특성을 보여 실리 콘 사이클 이라는 용어가 등장하기도 했다.그러나 최근 반도체 수요가 과거 컴퓨터 일변도에서 다양한 디지털 기기로 확대됨에 따라 기존의 사이클은 큰 의미를 갖지 못 하게 되었다.즉,컴퓨터 수요가 감소해도 디지털카메라,휴대폰,MP3P,PMP,내비게 이션,e-book,메모리카드 등 다양한 신규 수요가 창출되기 때문에 반도체 수요는 지 속적으로 증가하고 있다.그럼에도 불구하고 지난해 전 세계를 삼킨 글로벌 경기침체 - 7 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 는 반도체 산업에 큰 타격을 주었다.휴대폰,PC등 전방산업의 급속한 침체로 인한 수요 감소에 반도체 가격하락까지 겹쳐 메모리 업체들의 수익성은 심각한 수준으로 훼손되었다.2008년 연초에 2.13달러이던 1GbDDR2의 가격이 12월에는 0.55달러까지 떨어져 74% 하락을 보였으며 5.75달러였던 16GbMLCNAND 제품은 1.7달러까지 떨 어져 70% 하락했다. 그림 10 DRAM 가격 추이 그림 11 NAND 가격 추이 DDR2 512Mb DDR2 1Gb 16Gb MLC 16Gb SLC 2.5 ($) 25 ($) 2.0 20 1.5 15 1.0 10 0.5 5 0.0 08.2 08.4 08.6 08.8 08.10 08.12 자료 : DRAM Exchange 0 08.2 08.4 08.6 08.8 08.10 08.12 자료 : DRAM Exchange 그동안은 반도체 불황기에 진입하면 기업의 수익은 감소할지라도 시장 자체는 꾸 준한 성장을 보였지만 현재는 2년 연속 시장 규모 자체가 큰 폭으로 축소되는 전대미 문의 상황에 처해 있다.이러한 불황으로 인해 반도체 업체들의 매출과 이익은 끝없 이 추락하고 있으며 분기별 영업 손실이 매출액을 넘어서는 기업이 속출하고 있는 실 정이다.또한 거의 대부분의 메모리 업체들이 2008년 연간 적자를 기록했다.삼성전자 가 영업이익률 0%를 기록했으며 하이닉스는 -27.9%,마이크론은 -35.2%,난야는 -69.4%,이노테라는 -39.2%를 기록했다.이처럼 반도체 시장이 위축되고 기업의 수익 성이 악화됨에 따라 설비투자증가율 역시 큰 폭으로 감소했다.2006년 27.3%를 기록 했던 반도체 설비투자증가율은 2007년 5.5%로 크게 감소했고 2008년에는 -25.7%를 기록하며 역대 최저치를 기록했다.뿐만 아니라 2009년에는 설비투자증가율이 -31.7% 에 이를 것이라는 전망에 따라 2년 연속 마이너스 성장을 보이며 역대 최저치를 경신 할 것으로 보인다. - 8 -

Ⅱ. 반도체 이해 그림 12 주요 메모리 업체 2008년 영업이익률 그림 13 세계 반도체 설비투자 동향 (%) 0-20 -40-60 -80 하이닉스 삼성전자 Micron Nany a Inotera 70 60 50 40 30 20 10 0 반도체 설비투자(좌) 증가율(우) ($bn) (%) 40 30 20 10 0-10 -20-30 -40 2005 2006 2007 2008P 2009E 자료 : 각 사 자료, 전자신문 자료 : Gartner 메모리 반도체 산업은 구조조정이 진행 중 반도체 불황에 따른 업체들의 실적 악화로 인해 기술경쟁력이 낮고 재무구조가 취 약한 DRAM 업체들은 생존을 위해 합병을 추진 중에 있다.업계 1,2위인 삼성전자와 하이닉스를 제외한 모든 DRAM 업체들은 이미 파산했거나 합병이 가시화되고 있으며 상반기 중 구조조정이 마무리될 전망이다.독일의 키몬다는 이미 올해 초 파산을 신 청했고 엘피다가 파워칩,프로모스,렉스칩 등 3사와의 합병 안을 대만 정부에 제안했 으며 마이크론은 난야,이노테라 등과의 합병을 추진 중이다.지난해 큰 손실을 입었 고 부채 만기가 곧 도래하는 대만의 반도체 업체들은 자국 정부에 구제금융을 요청한 상태이나 대만 정부는 금융지원의 전제조건으로 구조조정과 선진기술의 유입을 요구 하고 있다.구조조정이 완료되면 DRAM 업계는 4~5개로 재편될 것으로 보인다. 표 1 DRAM 산업 구조조정 현황과 전망 1995년(15개) 2008년(8개) 2009년 예상(4-5개) 삼성전자,LG반도체,현대전자 삼성전자,하이닉스, 삼성전자,하이닉스 NEC,Hitachi,Micron,Infineon Elpida,Micron,Qimonda Elpida(Powerchip,ProMos) Mitsubishi,TI,Motorola,IBM, Powerchip,Nanya,ProMos Micron(Nanya) Toshiba,Oki,Winbond,Fujitsu Powerchip+Nanya+ProMos(?) 자료 : 반도체산업협회, 하나금융경영연구소 - 9 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 Ⅲ. 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 추이 여러 가지 메모리 반도체 소자 가운데 DRAM만큼 잘 알려지고 널리 사용되는 제품 은 아직까지 등장하지 않았다.그 이유는 DRAM의 빠른 속도와 작은 셀 면적,그리고 긴 수명과 낮은 전력소모 때문이다.그러나 DRAM은 데이터 저장 방식의 특성상 일정 한 시간 간격으로 Refresh 1) 시켜주지 않으면 데이터가 손실되므로 전원을 끄면 모든 정보가 사라진다.이러한 DRAM의 한계로 인해 데이터를 지속적으로 보존해야 할 경 우에는 다른 방식의 저장장치가 필요하게 되었고 그 대안으로 등장한 것이 바로 비휘 발성 메모리 소자들이다.여러 가지 비휘발성 메모리 소자 가운데 가장 먼저 상용화 되고 시장을 확보한 것은 Flash메모리이다.Flash메모리가 가장 먼저 상용화에 성공 한 이유는 무엇보다도 DRAM과 유사한 전하 저장 방식을 사용하기 때문에 대부분의 제조공정이 DRAM의 기술을 이용하기 때문이다. 반면에 다른 비휘발성 메모리 소자는 기존과는 전혀 다른 원리와 방식을 이용하므 로 기술의 난이도,기존 공정과의 적합성 등에서 어려움이 있고 새로운 재료와 장비 가 필요하므로 소자 기술뿐만 아니라 재료,부품,장비 기술도 함께 개발되어야 한다. 이러한 이유로 인해 기본 원리가 발견된 지 수십 년이 지난 현재까지도 양산에 성공 한 예를 찾기가 쉽지 않다.그럼에도 불구하고 메모리 업체들이 새로운 비휘발성 메 모리 개발에 공을 들이는 이유는 Flash메모리가 갖고 있는 한계 때문이다.Flash메모 리는 에너지 소모가 많고,셀 면적이 크며(NOR의 경우),속도가 느리고 반복사용 수 명이 짧다는 단점을 지니고 있다.비록 기술개발을 통해 일부 성능 개선을 기대할 수 는 있지만 근본적인 한계를 극복하기는 어렵다.이에 반해 차세대 메모리로 기대되는 다른 비휘발성 메모리의 경우 DRAM에 필적할만한 속도와 작은 셀 면적,그리고 Flash 보다 100만 배 이상 긴 수명 등의 우수한 특성을 보이고 있다. 본 보고서에서는 현존하는 비휘발성 메모리 가운데 가장 널리 쓰이는 Flash와 향후 시장가능성이 높은 FeRAM,STTRAM,PRAM,ReRAM 등의 소자 특성과 적용분야 및 향후 전망에 대해 간략히 다루고자 한다. 1) Refresh: 각 셀마다 0 혹은 1 의 정보를 갖고 있는데 시간이 지남에 따라 1 로 지정된 셀의 전하량이 감소해 0 으로 기록된 셀과 구분이 안 되어 수십~수백 msec 간격으로 전하를 재충전시켜 주는 것 - 10 -

Ⅲ. 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 추이 1. Flash Memory 가장 대중화된 비휘발성 메모리로 EPROM과 EEPROM의 장점을 구현 비휘발성 메모리는 MaskROM EPROM EEPROM FlashMemory의 순으로 상 용화되어 왔다.FlashMemory는 ROM(ReadOnlyMemory)처럼 전원이 없어도 데이터의 저장이 가능한 고집적 비휘발성 기억소자로 EPROM과 EEPROM의 장점이 결합된 메 모리 형태라 할 수 있다.EPROM(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory)은 기억소자 가 한 개의 트랜지스터로 구성되어 셀 면적이 작은 대신 자외선으로 데이터 소거가 가능하다.반면,EEPROM(ElectricalyErasableProgrammableRead-OnlyMemory)은 전기 적 소거가 가능하지만 셀에 두 개의 트랜지스터가 필요해 집적도가 떨어진다. Flash메모리는 이 두 메모리의 장점만을 가져와 1셀에 1개의 트랜지스터 구조를 채 용하되 전기적 소거가 가능하다.또한 소거영역도 원하는 블록,섹터 단위로 가능하고 전력소모가 적을 뿐만 아니라 디스크 구동형 보조기억장치보다 실행속도가 훨씬 빠 르고 충격에 강하다.Flash메모리는 현재 다양한 디지털 기기의 보조 저장매체로 각 광받고 있으며 이 중 NOR형은 주로 여러 가지 코드 저장용으로,NANDFlash는 디지 털카메라,MP3등 소형 전자기기의 데이터 저장용으로 쓰인다.다만 RAM이나 하드 디스크와 달리 읽고 쓰는 횟수가 약 백만 번 정도로 제한적이라는 점이 단점이다. 그림 14 Flash Memory 응용 분야 자료 : 삼성전자, 하나금융경영연구소 - 11 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 사용 기기와 용도에 따라 여러 가지 다양한 형태로 존재 Flash 메모리는 기기의 용도에 따라 SmartMediaCard,CompactFlash Memory, MemoryStick,MultimediaCard등 다양한 형태로 존재한다.CompactFlash는 미국의 샌 디스크가 개발한 것으로 크기가 큰 단점이 있으나 저장용량 당 단가가 저렴해 디지털 카메라,PDA,스마트폰,노트북 등 이동형 디지털 기기의 저장 장치로 가장 많이 쓰이고 있다. 표 2 Flash메모리별 성능 비교 SMC MMC 구 분 CompactFlash (SmartMediaCard) (MultiMediaCard) MemoryStick SecureDigitalCard 제조사 샌디스크(1994.10) 도시바(1995.11) 인피니온(1996) 소니(1997) 마쓰시타, 샌디스크, 도시바(1999) 규 격 36 43 (3or5)mm TypeI,I가 존재 45 37 0.76mm 14 12 1.1mm 50 21.5 2.8mm 24 32 2.1mm 용 량 ~64Gb(Type I) 128Mb 4Gb ~16Gb ~32Gb 주공급자 샌디스크 Lexar 히타치 삼성 도시바 인피니온 샌디스크 히타치 소니 Lexar 마쓰시타 샌디스크 도시바 무 게 11.4g 2g 1.5g 4g 2.5g 컨트롤러 내장 커넥터 외부 노출, 특 징 UltraCompactFlash 저용량으로 인해 XD 로 처리속도 개선 픽처카드로 대체 자료 : KIET, 각종 자료 참조 컨트롤러 내장 SMC에 비해 느린 속도 컨트롤러 내장 빠른 데이터 전송속도 콘트롤러 내장 고용량(HighCapacity) 경우 64Gb까지 가능 도시바의 SmartMediaCard는 Flash메모리 중에서 가장 얇고 저렴해 CompactFlash 와 함께 가장 많이 보급되었으나 착탈시의 에러 문제가 발생할 수 있는 단점이 존재 해 XD픽처카드로 대체되고 있는 상황이다.이외에도 소니의 메모리 스틱,마쓰시타 샌디스크 도시바의 SecureDigitalCard,인피니온 샌디스크의 MultimediaCard등이 존 재하고 있다. - 12 -

Ⅲ. 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 추이 디지털 기기의 보급에 비례적으로 수요가 증가하며 NAND 중심 성장세 유지 Flash메모리는 휴대용 디지털 기기의 보급 확대에 힘입어 지난 몇 년간 지속적인 성장세를 기록했다.그러나 최근 글로벌 경기침체에 따른 반도체 가격의 급락세가 지 속되면서 2008년 DRAM,SRAM,Flash메모리 등 반도체 전 분야의 매출이 감소했다. NORFlash메모리는 전년대비 16.2% 감소하였으며 NAND Flash메모리 매출액도 전 년대비 13.1% 감소를 보인 것으로 파악되고 있다. 2) 특히 연간기준으로 NAND매출액 이 감소한 것은 2008년이 처음 있는 일로 그동안 다양한 수요처의 등장에 따라 성장 을 거듭하던 Flash메모리도 반도체 경기의 극심한 부진에서 벗어나지 못했던 것으로 파악된다. 그러나 NAND Flash의 가격 하락은 SSD(SolidStateDrive)시장의 빠른 도래를 가져올 수 있을 것으로 판단된다.SSD는 기존 HDD시장을 잠재울 차세대 저장장치로 월등한 데이터 전송 및 저장 속도와 내구성을 갖고 있기 때문에 세계 칩셋 제조업체들은 SSD 시장에 적극 진출하고 있는 상황이다.이미 NORFlash시장에 진출한 인텔은 작년에 최근 하드디스크 시장을 잠재울 SSD 시장에 적극 진출하기로 결정한 상황이며 2012 년에 300GB가 100달러 수준으로 내려가 대중화될 경우 PC에 탑재되는 비율도 2008 년 0.7%에서 2012년 22%로 높아질 것으로 예상되고 있다. 3) 현재 NANDFlash의 가격 은 16GBSLC가 10달러,16GBMLC가 2달러 수준이며 SSD 가격은 32GB가 140달러에 이른다. 2. FeRAM 기존 비휘발성 메모리 대비 상대적으로 낮은 전압에서도 정보를 재기록 FeRAM(FeroelectricRandom AcesMemory;강유전체 메모리)은 강유전체막을 사용 하여 전기적 분극을 형성함으로써 비휘발성 메모리로서의 기능을 수행한다.강유전체 란 상유전체와는 근본적으로 상이한 유전성 발생 메커니즘을 가지고 있기 때문에 상 2) www.eetimes.com의 isupply자료 인용 자료 3) www.dtimes.com의 isupply자료 인용 - 13 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 유전체 물질에서는 볼 수 없는 이력현상(히스테리시스)을 보인다.현재 개발 중인 제 품들에 가장 일반적으로 사용되는 재료는 티틴산 지르콘산연 PZT(PbZr X Ti (1-X) O 3 )으로 서 페로브스카이트(Perovskite)타입의 격자 구조를 지니고 있어 중앙에 위치하는 Ti혹 은 Zr원자의 변위에 의해 분극이 형성된다.PZT를 전극으로 사이에 둔 커패시터 양 끝의 인가전압을 0V로 해도 1 이나 0 상태에 대응하는 잔류 전극이 남아있으며, 이 변위는 안정적이기 때문에 1개의 메모리 셀로 1bit를 기억할 수 있는 비휘발성 메 모리를 실현할 수 있다.강유전체 재료로는 PZT외에도 피로 내성(FatigueImmunity)이 높고 Bi층장 구조를 지닌 SBT(SrBi 2 Ta 2 O 9 )와 BLT(Bi,La) 4 Ti 3 O 12 )등이 주목받고 있다. 그림 15 강유전체(PZT)의 모식도 그림 16 강유전체(PZT)의 전기특성(히스테리시스) 자료 : KISTI 자료 : 야노리서치, 디지털타임즈 재인용 강유전체 메모리(FeRAM)는 전원을 끊어도 정보가 메모리에서 소실되지 않는 비휘 발성을 보유하며,기존 비휘발성 메모리에 비해 상대적으로 낮은 전압에서 1,000배 이 상 고속으로 정보를 재기록할 수 있는 우수한 특성을 제공한다.메모리의 일반적인 요건은 용량,속도,비휘발성,소비전력,가격으로 요약할 수 있는데,즉,고용량,빠른 동작 속도,영구적인 정보저장능력,저소비전력과 저가격이 바로 궁극적으로 지향하 는 메모리의 모습이다.현재 상용화된 비휘발성메모리 중 이러한 5가지 요소를 모두 충족시키는 메모리는 존재하지 않는 것으로 알려져 있다.FeRAM의 궁극적인 목표는 DRAM을 비롯한 모든 메모리를 FeRAM으로 대체하는 데 있다.이를 위해서는 DRAM 이상의 고집적도,SRAM 이상의 고속성,10 16 번 이상의 다시쓰기 성능을 보증하는 확 고한 비휘발성을 겸비해야만 한다. - 14 -

Ⅲ. 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 추이 낮은 전력 소모로 데이터를 보관해야 하는 휴대기기가 FeRAM 수요를 견인 FeRAM은 소용량 제품에서부터 게임기기,산업용 전력 적산계,제조라인의 관리 태 그 등에 응용될 수 있으며,2000년 초반부터는 비접촉 IC카드와 게임기기용 소용량 제품에 활용되고 있다.고속,낮은 전력소모,반복적인 다시쓰기 및 비휘발성이라는 강점을 극대화시킬 수 있는 애플리케이션 분야는 Security부문으로서 고기능 IC카드 및 전자화폐 등에서의 활용도가 높을 전망이다.현재 FeRAM 수요를 견인하는 요소는 전지로 구동되는 휴대용 기기로,데이터를 낮은 전력 소모로 보관하는 것이 필수적이 기 때문이다. 일본 도시바의 약진이 돋보이는 가운데, 국내업체의 FeRAM 개발 성과는 미진 2009년 2월 일본 도시바는 초당 1.6GB전송속도의 128MB용량의 FeRAM을 개발했 다고 발표하였다.이번에 개발한 FeRAM은 도시바의 셀 경박단소화 기술인 체인구 조 를 혁신하여,셀 면적 자체를 축소하고 집적도를 향상,용량을 배가시켰다는 평가 를 얻고 있다.또한 데이터 전송 시 발생할 수 있는 공급 전원 오차를 예측,조정하는 전원 회로를 추가하여 낮은 소비 전력으로도 기존 비휘발성 메모리 대비 8배 이상 빠 른 속도를 보유하게 되었다.이 밖에도 전송 속도를 충분히 활용할 수 있도록 고속 DRAM과 동일한 DDR2인터페이스를 탑재하고 있어 향후 휴대폰 등 각종 모바일 기 기에 메인 메모리나,모바일 PC및 SSD 등에서 캐시 메모리로 활용될 것으로 기대되 고 있다.한편,국내업체의 경우 2001년 하이닉스의 1MBFeRAM 개발 이후,더 이상 의 진보된 성과물을 발표하지 못하고 있어 FeRAM 개발에 뒤쳐져 있는 실정이다. 3. STTRAM MRAM은 초집적이 가능하고 테라비트급 대용량 집적도 구현이 가능 기존 반도체 기술이 40나노 공정 이하로 내려가기 어려운 상황에서 MRAM 기술에 서 발전한 STTRAM(SpinTransferTorqueMagneticRandom AcesMemory:스핀주입 자 화반전 메모리)은 30나노 이하에서도 가능해 새롭게 조명 받고 있는 차세대 비휘발성 - 15 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 메모리 반도체라 할 수 있다.종래의 반도체 기술은 기본적으로 모두 전자를 이동시켜 전류를 흐르게 하고 +/- 를 0/1 로 대응시켜 정보를 유지하는 기술을 취하고 있어 전 력소모와 읽기/쓰기 속도,bit등 단가,집적도 구현 측면에서 뛰어나다고는 할 수 없 다.또한 집적도를 높이기 위해 커패시터의 면적을 줄이기 위한 기술은 이미 한계에 봉착했다고 할 수 있다.반면 MRAM은 전자의 회전(Spin)성질을 이용한 자기접합터널 (MTJ:MagneticTunnelJunction)을 이용하여 전류의 흐름과 차단을 구현한다.따라서 박막형성(MTJ)에 높은 정밀도가 요구되지만,구조가 매우 단순하고 30나노 이하의 초 집적과 저전력 구현이 가능하다는 강점을 갖고 있다. 그림 17 전자의 회전 운동 응용 분야 그림 18 MTJ(자기접합터널)의 데이터 기록 원리 자료 : KISTI 자료 : 디지털타임즈 기존 MRAM의 단점을 극복한 STTRAM의 개발로 새롭게 조명 중 다만 기존 MRAM은 자기접합터널(MTJ)을 만들어 데이터를 저장하기 위해 별도의 DigitLine이 필요해 집적도에 문제가 있었고 절연막의 균일성 유지 어려움,자화( 磁 化 ) 시 인접 셀에 대한 간섭효과 등으로 발전을 이루지 못했다.그러나 전류가 강자성체 를 통과할 때 강자성체의 자화방향을 강제로 변화시키는 특성이 발견되면서 전류방 향에 따라 MTJ상황을 변화시켜 데이터를 기록할 수 있게 되었다.이로 인하여 집적 도를 높이고 셀간 간섭현상도 사라진 테라비트급 대용량 RAM 기술이 가능하게 되어 글로벌 반도체 업체들이 차세대 소자로 정하고 기술개발에 집중하고 있는 상황이다. - 16 -

Ⅲ. 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 추이 그림 19 기존 MRAM 구조와 STT-RAM의 기술방식 차이 자료 : Grandis 일본이 앞서 있으며 우리나라도 정부 주도하에 연구개발이 진행 중 현재 STTRAM을 포함한 MRAM 기술은 전체적으로 일본이 앞서 있으며 특허 출원 건수도 가장 많은 편이다.일본은 이미 도시바가 8인치 웨이퍼에서 STTRAM 개발을 시작했고 공정이 셋업중인 단계로 알려져 있다.따라서 반도체 업체들은 2012년 쯤 본격 상용화를 예상하고 있는 STTRAM 기술경쟁력을 확보하기 위해 노력을 경주하고 있다.STTRAM은 기존 SRAM,DRAM의 장점을 모두 갖고 있으며,저전력에 비휘발성 등 매우 매력적인 분야이기 때문에 우리나라도 정부주도로 2009년부터 삼성전자-하 이닉스 등과 함께 STTRAM 10인치 웨이퍼에서 30나노급 이하 메모리 개발에 착수했다. 하이닉스는 최근 300mm 라인에서 MTJ제조설비 상용화에 성공한 미국 장비제조업체 그란디스와 2008년부터 기술제휴를 하고 있어 STTRAM 분야에서 경쟁력을 확보할 것 으로 기대되고 있다. 4. PRAM 결정과 비정질의 상변이를 이용한 차세대 메모리 PRAM(Phase-changeRandom AcesMemory:상변화 메모리)은 저항가열에 의해 박막 이 결정질과 비정질 상태를 가역적으로 변이하는 성질을 이용한 메모리 소자를 일컫 - 17 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 는다.PRAM은 1960년대 미국의 ECD사에 의해 비정질 칼코겐화물(Chalcogenide)합금 에서 전기적 메모리 성질이 발견된 후 연구가 시작되었고 1980년대 일본 마쓰시타에 서 GeSbTe계 화합물 합금을 개발함으로써 상변화형 광기록 디스크를 실용화하는데 성공하였다.그 후 ECD사는 본격적인 PRAM의 연구개발 및 사업화를 위해 오보닉스 (Ovonyx)를 설립하였으며 PRAM 관련 원천특허 대부분은 오보닉스가 보유하고 있다. PRAM의 기본 원리는 GST(Ge 2 Sb 2 Te 5,칼코겐화물)합금을 전기적으로 가열할 때 발생 하는 주울 열(Jouleheating)에 의해 결정(낮은 전기저항)및 비정질(높은 전기저항)간의 가역적인 상변화가 일어나고 이때의 저항차를 이용하여 정보를 저장하는 것이다.전 압과 전류를 적절한 범위에서 제어함에 따라 결정질과 비정질을 원하는 상(Phase)으로 형성할 수 있으며 데이터를 읽고 쓰는 것도 가능하다(그림 20). PRAM의 기본적인 셀 구조는 DRAM과 유사하며 단지 DRAM에서 전하를 저장하는 커패시터(Capacitor)의 역할을 GST박막이 대신한다고 보면 된다(그림 21).따라서 GST 박막을 제외한 모든 셀 구조나 재료가 DRAM과 동일해 기존의 생산설비를 이용한 양 산적용이 용이하다는 장점이 있다.한편,PRAM의 핵심 물질인 GST는 CD-ROM이나 DVD-RAM 등 광디스크에서 이미 사용되고 있는 재료로서 물성에 대한 검증을 마친 상태이다.광디스크에서는 GST에 레이저를 조사해 결정(높은 광학적 반사율)과 비정 질(낮은 광학적 반사율)간의 가역적인 상변화에 의한 반사율의 차이를 이용하고 있다. 그림 20 PRAM의 전압-전류 특성 곡선 그림 21 PRAM의 셀 구조 자료 : ETRI 자료 : 삼성전자 - 18 -

Ⅲ. 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 추이 MCP에서 SRAM, Flash, DRAM의 기능을 홀로 담당할 해결사 PRAM의 장점은 Flash와 같이 비휘발성이면서도 DRAM이나 SRAM과 같이 동작 속 도가 빠르다는 것이다.현재 휴대폰이나 가전기기,자동차 등에 쓰이는 반도체 소자는 제어기능과 저장기능이 모두 요구되므로 CPU와 메모리가 하나의 모듈로 구성된 Embedded형태의 Chip을 사용한다.EmbeddedChip의 가장 대표적인 유형은 MCP(Multi ChipPackage)로서 Embedded되는 대표적인 기존 메모리로는 SRAM과 Flash가 있다.그 러나 SRAM은 휘발성의 문제,Flash는 RandomAces의 문제가 있어 두개 이상의 이종 칩을 함께 패키징 하는 MCP 기술을 통하여 위의 단점을 보완하고 있다.하지만, SRAM과 Flash의 장점만을 지닌 PRAM을 사용하게 되면 기존의 MCP에 사용되는 SRAM/Flash조합이나 SRAM/DRAM/Flash의 조합 대신 PRAM 단일칩을 사용하면 된다. 그럴 경우 크기와 무게,가격을 크게 낮출 수 있어 MCP시장을 빠르게 잠식할 것으로 예상된다. 한편,상변화 물질로는 Ge,Sb,Te(GST)을 이용하는 3원계와 Ag,In이 포함된 4원계 가 있는데 표3에서 보듯이 3원계 소재는 현재 PD,DVD-RAM,DVD+RW 등에 적용 되고 있으며 4원계 소재는 CD-RW나 DVD-RW 등에 쓰인다.그런데 3원계 재료의 특 허는 마쓰시타,아사히화학 등 일본 업체들이 보유하고 있고 4원계 특허 역시 일본의 Ricoh와 TDK가 보유하고 있다.따라서 향후 국내 업체들이 PRAM의 상용화에 성공하 더라도 재료 사용에 따른 로열티 지불이 불가피할 전망이다.그러므로 국내 PRAM 개 발 업체들이 향후 시장지배력과 기술독립성을 높이고 수익성을 담보하기 위해서는 새로운 PRAM 물질 개발에 역량을 집중해야 할 것이다. 표 3 PRAM 소재에 따른 특성과 적용분야 자료 : 삼성전자 3원계 소재 4원계 소재 기본 원소 구성 Ge-Sb-Te Ag-In-Sb-Te 특허 보유 업체 Matsushita,Assaichemical Ricoh,TDK 장점 단점 Track밀도 증대 용이 높은 반복 기록 내구성 선 밀도 증대 불리 낮은 반사율 차 선 밀도 증대 용이 높은 반사율 차 Track밀도 증대 불리 낮은 반복 기록 내구성 적용 분야 PD,DVD-RAM,DVD+RW CD-RW,DVD-RW - 19 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 국내에서는 삼성전자가 512Mb 개발에 성공 일본의 DRAM 업체인 엘피다가 2006년 6월 PRAM을 출시한데 이어 같은 해 9월 삼 성전자도 512MbPRAM 개발에 성공함으로써 PRAM 개발 경쟁이 촉발되었다.세계 반 도체 1위 업체인 인텔 역시 2년 뒤인 2008년 128Mb시제품을 시장에 내놓으며 경쟁 에 뛰어들었다.하이닉스도 2007년 PRAM 분야의 원천기술을 보유한 미국 오보닉스 사와 PRAM기술에 대한 라이선스 계약을 체결했다.당시 체결된 PRAM 기술 라이선 스 계약에 따라 하이닉스와 오보닉스는 PRAM 기술 개발을 비롯해 재료,공정,디자 인 및 생산 등의 분야에서 긴밀한 협력관계를 맺게 되었다.이로써,하이닉스는 엘피 다,삼성전자,인텔에 이어 PRAM시장에 진출하게 되었다. 한편,가장 먼저 양산을 시작한 업체는 인텔과 ST마이크로(ST Microelectronics)가 Flash부문을 합작해 만든 스위스의 뉴모닉스이다.Flash메모리 생산업체인 뉴모닉스 는 지난 해 12월 90나노 공정기술을 적용한 128Mb제품을 고객사에 판매하기 시작했 다.삼성전자,엘피다 등 PRAM 기술에 앞서 있던 선진업체들은 그동안 시장이 형성 되지 않아 양산시점을 늦춰왔으나 뉴모닉스의 제품 출하를 기점으로 양산경쟁에 돌 입할 가능성이 높아졌다.삼성전자의 경우 이미 지난 해 90나노 공정에서 제작한 PRAM 샘플 수만개를 확보했으며 이르면 올 상반기에 65나노 공정기술을 적용한 512Mb제품을 세계 최초로 양산할 계획이었으나 뉴모닉스에게 선수를 빼앗겼다. 그림 22 삼성전자가 개발한 512Mb PRAM 자료 : 파이낸셜뉴스 그림 23 PRAM 시장 전망 80 (억달러) 70 60 50 40 30 20 10 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 자료 : Forward Insights, 하나금융경영연구소 - 20 -

Ⅲ. 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 추이 PRAM 시장은 2008년 현재 820만달러에 불과해 무시할만한 수준이나 2011년에 11 억달러,2015년에는 73억달러에 이를 것으로 예상되어 연평균 164%의 성장이 기대된 다.그러나 이것은 최소한의 전망일 뿐,만약 PRAM이 용량과 가격에서 NAND에 견 줄만한 경쟁력을 갖추게 되면 시장규모는 훨씬 커진다.예를 들어 PRAM이 2011년 166억달러로 예상되는 NAND시장의 30%만 잠식해도 약 50억달러 규모의 시장을 기 대할 수 있게 된다.그렇기 때문에 인텔,삼성전자,하이닉스,엘피다 등 세계 굴지의 반도체 회사들이 PRAM 개발을 서두르고 있는 것이다. 큐로스, 디엔에프 등 장비, 재료 업체의 수혜가 예상 삼성전자,하이닉스 등 국내 반도체 업체들이 PRAM 상용화에 성공하면 이와 관련 된 장비,재료 업체의 수혜도 기대할 수 있다.국내 장비업체 큐로스는 2007년 산업자 원부의 나노반도체장비 원천기술상용화사업의 참여기업으로 선정된 바 있다.연구 과 제는 PRAM용 GST(Ge/Sb/Te)증착용 ALD장비 의 원천기술을 개발하는 것으로서,서 울대 주관 하에 소로나,에어프로덕츠 등과 함께 참여기업으로 과제를 수행하고 있다.동 과제에 참여한 업체들은 향후 PRAM 수요가 커지고 시장이 활성화될 때 선도적인 위치 에 서게 될 전망이며 매출품목의 포트폴리오가 다양해진다는 측면에서도 상당히 긍정적 이다.또한 GST재료를 개발해 삼성전자에 납품하고 있는 반도체 재료업체 디엔에프도 PRAM의 수혜기업이 될 전망이다.비록 뉴모닉스가 먼저 양산을 시작했으나 삼성전자는 PRAM 분야에서 1,2위를 다투는 기술력을 보유하고 있으며 최소한의 보완투자를 통해 기존의 반도체 생산설비를 PRAM용 설비로 전환할 수 있기 때문에 유리한 위치에 있다. 따라서 PRAM 시장이 확대될 경우 삼성전자와 협력관계를 맺고 있는 디엔에프는 국내 시장에서 주도적인 재료,부품업체로 부상할 수 있다. 5. ReRAM 단순한 기억소자 구조로 생산원가 절감이 가능한 ReRAM 1960년대부터 연구되어 온 ReRAM(ResistanceRandom AcesMemory;저항메모리)소 자는 일반적으로 금속산화물을 이용한 구조로서 전기적 신호를 가하면 저항이 크고 - 21 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 전도가 되지 않는 상태(Of상태)에서 저항이 작고 전도가 가능한 상태로(On상태)전 환되는 특성을 나타낸다.ReRAM은 FlashMemory대비 AcesTime(Writing)이 10만 배 이상 빠르고,DRAM과 마찬가지로 2~5V이하의 낮은 전압에서도 동작이 가능하다는 장점을 가진다.SRAM과 같이 빠른 읽기-쓰기가 가능하고 기억소자 자체가 단순한 구 조를 가지기 때문에 공정상의 결함을 현저히 줄일 수 있어 DRAM 대비 생산원가를 크게 낮출 수 있다.또한 10 12 번 이상 반복해서 정보를 쓰고 지울 수 있어 저장 매체가 필요한 모든 기기에 사용이 가능하여,EmbededIC와 같이 SOC(System OnChip)형태 의 기억소자에 적합하다는 평가를 받고 있다.ReRAM이 지닌 또 다른 장점은 셀 면적 이 작다는 것으로서 DRAM의 1/2이하가 가능하고 NORFlash의 1/4에 불과해 고집적 화에 유리하다. 그림 24 ReRAM의 구조 그림 25 ReRAM의 상태 변환 자료 : Fujitsu 자료 : KISTI 스위칭 메커니즘의 불완전성으로 인해 ReRAM 상품화는 시기상조 ReRAM은 자기메모리 및 상변이 메모리에 비해 기술적으로 초기단계에 있는데,특 히 Of상태에서 On상태로의 미시적 변화 메커니즘에 대한 신뢰성이 높지 않아 ReRAM의 상품화에 대한 논의는 사실상 시기상조라 할 수 있다.따라서 ReRAM에 있 어서는 스위칭 메커니즘에 대한 철저한 이해 및 재료,공정의 최적화를 통해 신뢰성 을 확보하는 것이 최우선 과제가 될 것이다.그러나 소재에 대한 선택도가 넓어 성능 구현 및 공정미세화에 유리하다는 점은 차세대 고밀도 비휘발성 메모리로서 ReRAM 의 가능성을 크게 열어주고 있다. - 22 -

Ⅲ. 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 추이 ReRAM의 선두주자는 후지쯔로, 국내업체들의 참여 역시 활발한 편 ReRAM 기술의 선두주자는 후지쯔로,2007년 말 후지쯔는 산화니켈에 티타늄을 첨 가하여 ReRAM 구조를 바꾸고,트랜지스터에서 나오는 전류의 흐름을 제한함으로써 메모리 소거에 필요한 전류를 100μA 수준으로 낮추는 데 성공하였다.또한 5ns가 필 요한 초고속 메모리 소거 작업 시 장비의 품질을 좌우하는 저항값의 변화를 기존 ReRAM 대비 1/10수준으로 감소시켰다.후지쯔사의 ReRAM은 저비용 Embeded메모 리의 새로운 타입으로,향후에는 빠른 속도와 적은 전력소모의 장점으로 인해 Flash 메모리를 대체할 수 있을 것으로 전망되고 있다. 국내에서도 ReRAM에 대한 연구는 활발한 편으로 2003년 6건에 그쳤던 ReRAM 관 련 특허 출원이 2007년 60건으로 늘어났다.특히 2003년까지는 내국인에 의한 특허출 원이 전무했으나 2007년에는 40건(점유율 67%)이 내국인에 의해 출원되는 등 저항성 메모리 관련 국내 연구가 활발해졌음을 보여줬다.또한,2005년에는 한양대와 광주과 학기술원이 공동으로 참여한 국책과제를 통해 ReRAM의 원천 기술 확보에도 성공하 였다.그 결과 2006년 내국인에 의해 출원된 34건의 저항성 메모리 관련 특허 중 80% 인 27건이 원천기술과 관련된 것이어서 고무적이다.국내 업체로는 삼성전자가 2007 년 NiO박막을 이용한 ReRAM을 개발하고 256MB시제품을 선보이는 등 다른 비휘발 성 메모리에 비해 ReRAM의 연구 및 개발 참여도는 높은 것으로 평가받고 있다. 그림 26 후지쯔가 최근에 개발한 ReRAM 그림 27 ReRAM 관련 특허출원 동향 80 (개) 60 60 40 41 43 20 17 6 0 2003 2004 2005 2006 2007 자료 : Fujitsu 자료 : 통계청 - 23 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 최근에는 ReRAM을 활용한 투명 ReRAM인 TReRAM이 국내 연구팀에 의해 개발되 었는데,TReRAM은 투명한 유리나 플라스틱 기판 위에 투명 전극과 투명 산화물박막 등으로 구성돼 있어 전체가 투명하게 보이며,기존 실리콘 기반의 CMOSFlash메모리 보다 공정이 훨씬 간단하고 사용기간도 10년 이상으로 길다는 장점을 가지고 있다. TReRAM은 투명한 재료의 기판과 전극을 사용하기 때문에 향후 투명 디스플레이 등 투명 전자기기와 집적화해 통합형 투명 전자시스템을 구현할 수 있으며 휴대폰 1위 업체인 노키아에서 제안한 차세대 투명 휴대폰(일명 Morphy)에도 적용이 가능할 것으 로 예상된다. 6. 차세대 비휘발성 메모리 비교 PRAM이 기술적으로 가장 진보, 뒤를 이어 MRAM(STT-RAM)개발에 집중 현재 PRAM은 DRAM 공정과 거의 유사하게 생산할 수 있기 때문에 다른 비휘발성 메모리에 비해 설비투자와 개발비용의 관점에서 유리한 위치에 있다.특히 Gb-Sb-Te막 은 이미 광디스크 재료로 사용되어 다른 재료에 비하여 조달 측면에서도 유리하다는 강 점이 존재한다.또한 이미 국내에서도 2004년 삼성전자가 64Mb제품을 개발한 이래, 512Mb까지 개발이 된 상황이다.해외에서도 인텔과 엘피다가 128Mb제품을 1~2년 내 에 상용화 할 전망이며 IBM,마크로닉스(대만)등도 공동으로 PRAM을 2006년에 개발 해 놓은 상황이다.따라서 저비용으로 DRAM 수준까지의 집적도를 확보하는 것만 해결 된다면 휴대폰의 NORFlash시장을 대체하는 형태로 2010년 이후 시장을 형성할 것으 로 보고 있다. 특히,지난 해 12월 스위스의 뉴모닉스가 128MB제품의 양산을 시작한 것이 기폭제 가 되어 삼성전자,엘피다,인텔 등 이미 기술 개발을 완료한 다른 업체들도 경쟁적으로 시장에 뛰어들 가능성이 높다.따라서 현재 PostFlash자리를 놓고 경합을 벌이고 있는 차세대 비휘발성 메모리 소자 가운데 PRAM이 가장 먼저 시장을 형성할 것으로 보인다. 이 경우 이미 메모리 시장에서 수년째 1위 자리를 지키고 있는 삼성전자는 PRAM 시장 에서도 선두그룹에 진입할 수 있을 것으로 판단되며 원천기술을 보유한 오보닉스와 제휴 관계에 있는 하이닉스도 유리한 고지를 선점할 가능성이 높다. - 24 -

Ⅲ. 비휘발성 메모리의 특성 및 기술 개발 추이 다음으로 MRAM은 STT방식의 도입으로 집적도와 셀 간 간섭효과가 어느 정도 해결 되어 빠른 기술개발상의 진전을 보일 것으로 예상된다.기존 MRAM은 프리스케일사가 상용화를 주도하고 있으나 TMR(TunnelingMagneto-Resistance)소자의 제작과 관련한 집적도의 한계로 자동차의 에어백,ABS및 일부 군사용 및 우주항공 분야에 쓰이는 정도 였다.그러나 STT방식의 도입으로 현재 도시바에서 16Mb제품개발까지 발표되는 등 기술적 개발이 빨라지고 있는 상황이다.또한 최근 미국 반도체 장비업체 그란디스가 MTJ제조설비 상용화에 성공하면서 칩셋 제조업체들의 개발도 집중되고 있다.향후 MRAM이 DRAM이나 Flash를 대체할 수는 없을 것으로 보이나 장기적으로는 하드디스 크를 대체하는 수준으로 진화될 것으로 예상되고 있다. 표 4 메모리별 성능 비교 DRAM Flash(FRAM) FeRAM MRAM PRAM 비휘발성 No Yes Yes Yes Yes 정보저장공간 커패시터 플로팅게이트 커패시터 MTJ 상( 相 )변화층 정보저장형식 전하 전하 분극 저항 크기 저항 크기 정보의 보존 0yr 10yr 10yr 10yr 10yr 쓰기속도 50ns 1~2μs 50~100ns 10~50ns ~50ns 읽기속도 50ns 20~110ns 50~100ns 10~50ns ~50ns 셀 면적(상대치) 1 0.8 1.3 1이하 1이하 (읽고 쓰기 가능 횟수) 10 15 10 5 10 12 ~10 15 >10 12 10 13 상용화집적도 >1Gb >1Gb 256kb N/A >128Mb 동작시전류 ~100mA <100mA >10mA >10mA >10mA 로직혼합 어려움 어려움 쉬움 쉬움 쉬움 주응용분야 PC 휴대용기기 IC카드 모든 곳 대체 모든 곳 대체 자료: 특허청, KISTI, ITRS, IEDM 마지막으로 FeRAM은 DRAM과 유사한 구조를 갖고 있고 전기소비량이 적은 반면,대 용화가 가능해 차세대 반도체 소자들 가운데 가장 먼저 상용화되었으나 낮은 집적화로 인해 시장형성이 이뤄지지 않고 있는 상황이다.PRAM과 마찬가지로 DRAM과의 유사 한 공정으로 인해 빠른 시장형성을 기대했지만 집적도가 높아질수록 커패시터의 면적 축 소를 위한 설계상의 복잡성 등으로 부진하다.현재에는 EEPROM을 일부 대체하는 수준 에서 자동차와 오디오 장치 등 일부 가전 시장을 중심으로 수요가 형성되고 있다.또한 반복적인 읽기/쓰기횟수가 DRAM에 미치지 못하다는 점도 약점으로 보고 있다.향후 양 산 가능성은 높은 편이나 최근 주목받고 있는 STTRAM의 개발로 인하여 시장에 대한 기 대가 다소 약화될 것으로 예상된다. - 25 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 Ⅳ. SSD 개발 동향 및 시장 전망 1. SSD의 정의와 특징 NAND Flash 메모리를 이용한 차세대 저장매체 SSD는 SolidStateDrive혹은 SolidStateDisk를 일컫는 말로서 NANDFlash메모리를 이용한 대용량 저장장치를 말한다.Flash메모리는 우리가 흔히 휴대폰이나 MP3P,메 모리카드,디지털카메라 등에 사용하는 데이터 저장용 반도체소자를 말한다.SSD는 NAND Flash를 이용하기 때문에 기본적으로 메모리카드와 유사하나 동일한 것은 아 니다.가장 큰 차이는 SSD가 하드디스크 드라이브(HDD:HardDiskDrive)를 대체하기 위한 것이기 때문에 용량이 메모리카드에 비해 훨씬 크다는 것이다.보통 메모리카드 는 1~2GB정도의 용량을 많이 사용하고 있지만 SSD는 32GB~1TB(1,000GB)정도의 대용량을 필요로 한다.따라서 한 개의 NAND Flash메모리모듈 4) 만으로는 SSD를 구 성할 수가 없어 많게는 수십 개의 메모리모듈이 필요하다.이렇게 여러 개의 메모리 모듈로 구성된 메모리 블록을 하나의 드라이브처럼 사용하기 위해 SSD에는 NAND Flash메모리뿐만 아니라 각 칩을 제어할 수 있는 컨트롤러가 함께 장착되어 있다. 그림 28 SSD(좌)와 HDD(우)의 내부 모습 그림 29 SSD를 탑재한 센스 X360 자료 : 인텔, 씨게이트 자료 : 삼성전자 4) 메모리모듈: 보통 반도체소자는 Mb 혹은 Gb 등 bit 단위로 생산되지만 실제 디지털기기에 사용될 때는 Byte 단 위로 구성된다. 1Byte가 8bit 이므로 1GB는 8개의 1Gb 메모리칩을 한 개의 모듈로 구성하여 사용 한다. - 26 -

Ⅳ. SSD(Solid State Drive) 시장 전망 현재 시제품으로 출시된 SSD로는 지난 1월 미국의 퓨어실리콘이 선보인 1TB제품이 최고용량을 기록하고 있다.그 뒤로 도시바와 삼성전자의 512GB제품 등이 있다. 한편,SSD의 등장으로 가장 먼저 영향을 받기 시작한 것은 노트북 시장이다.지난해 출시된 애플의 맥북에어(MacBookAir)는 LED BLU(BackLightUnit)와 SSD를 탑재해 두 께를 1.94cm로 줄였다.애플의 맥북에어 출시 이후 델과 삼성전자는 맥북에어보다 두 께와 무게를 더 줄인 아다모(Adamo)와 센스 X360를 각각 출시해 노트북의 경량박형 화 경쟁이 더욱 치열해졌다.최근 델은 또한 노트북 외에 넷북에도 SSD를 탑재한 모 델을 선보였는데 16GBSSD를 탑재한 이 넷북은 무게가 1.03kg에 불과하다. HDD에 비해 경량화, 고속 동작, 저소음, 내충격성 등의 장점을 지녀 현재 PC등의 대용량 저장장치로 주로 사용되는 HDD는 모터에 의해 고속으로 회 전하는 디스크(Disc:원판)형태의 플래터(Plater)위를 자기기록장치인 헤드(Head)가 이동하며 데이터를 읽고 쓰는 기계적인 방식을 사용한다.플래터는 보통 알루미늄 합 금 표면에 자성 물질을 코팅해 만들며 양 쪽 면 모두에 데이터를 기록할 수 있다. HDD성능을 나타낼 때 5,400rpm 또는 7,200rpm 이라는 표시는 이 플래터가 1분에 회 전하는 횟수를 말하며 회전수가 높을수록 처리속도가 빠르다. 표 5 HDD와 SSD의 주요 특성 비교 자료 : 삼성전자 SSD 비교항목 HDD SolidNANDFlash 저장원리 MagneticRotatingPlaters 20G(10~2,000Hz) 내진동성 0.5G(22-350Hz) 1,500G for0.5ms 내충격성 170G for0.5ms 0 to70 동작온도 5 to55 None 소 음 0.3dB MTBF>2M hours 평균무고장시간 MeanTimeBetweenFailures MTBF<0.7M hours 따라서 동작 시 소음과 열이 많이 발생하고 CPU,Interface등 다른 부품이 디지털방식 인데 반해 HDD는 아날로그 방식을 이용하므로 PC의 전체 성능을 저하시키게 된다. - 27 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 반면에,NANDFlash를 사용하는 SSD는 반도체 소자 방식이므로 속도가 빠르고 발 열이 거의 없으며 소음도 없다.또한 기계적인 동작이 불필요하므로 외부의 충격에도 훨씬 강할 뿐 아니라 가볍고 전력소모가 적으며 수명이 길다는 장점도 지닌다.비슷 한 사양의 HDD와 비교했을 때 SSD의 내진동성이 40배 정도 높고 내충격성 역시 9배 정도 높으며 평균수명은 3배에 이른다.SSD는 속도,무게,소비전력의 측면에서도 HDD보다 월등히 우수한 편이다.용량과 크기가 비슷한 HDD와 비교했을 때 SSD의 읽기 속도와 쓰기 속도는 HDD보다 각각 4.2배,6.4배 빠른 반면 무게는 1/4에 불과하 다.또한,SSD의 동작 시 소비전력과 대기 시 소비전력은 각각 HDD의 1/3,1/15수준 에 불과해 친환경성이 높다는 장점도 지니고 있다. 그림 30 1.8인치 외장형 SSD, HDD 성능 비교 HDD-80GB 32GB-SSD 64GB-SSD 70 64 61 60 53 50 45 40 30 30 20 15 15 15 10 7 1.5 0.5 0.5 1.5 0.1 0.1 0 읽기(MB/초) 쓰기(MB/ 초) 무게(g) 동작 시 전력(W) 대기 시 전력(W) 자료 : 삼성전자 2. SSD 기술 개발 현황과 과제 선두주자인 삼성전자는 2008년 고성능 256GB 양산 시작 현재 64GB이상의 대용량 SSD 시장을 80% 이상 점유하고 있는 삼성전자는 이 분 야의 선두주자이다.삼성전자는 2006년 세계 최초로 PC용 병렬ATA(PATA)방식의 32GB SSD 개발에 성공한 이후 직렬ATA(SATA)Ⅰ 64GB,SATAⅡ 64GB,SATAⅡ 128GB,SATAⅡ 256GBSSD를 잇달아 출시하며 선두자리를 굳건히 지키고 있다.특히 - 28 -

Ⅳ. SSD(Solid State Drive) 시장 전망 2008년 양산을 시작한 128GB와 256GBSSD 제품은 싱글레벨셀(SLC)방식이 아니라 멀티레벨셀(MLC)방식을 적용했음에도 읽기와 쓰기 속도가 향상돼 주목을 받았다. MLC방식이란 하나의 트랜지스터에 복수의 동작전압을 설정해 실제로 하나의 셀임 에도 불구하고 여러 개의 셀처럼 사용함으로써 용량을 늘리는 방식이다.일반적으로 MLC방식은 SLC방식에 비해 가격이 저렴하고 부피가 작은 대신 성능은 떨어진다. 삼성전자의 256GBSSD는 동사가 자체 개발한 고성능 컨트롤러를 탑재해 쓰기 속도와 읽기 속도의 차이가 10% 이내로 거의 차이가 없다는 것 또한 장점이다.보통 SSD는 쓰기 속도가 읽기 속도에 비해 느린 편이다. 해외 대형 업체들도 무한경쟁 체제에 돌입 삼성전자의 초기시장 선점에 맞서 해외 대형 업체들도 잇달아 SSD 시장에 진입하 고 있다.전 세계 반도체 1위 업체인 인텔은 최근 HDD3위 업체인 일본의 히타치GST 와 서버,스토리지용 SSD를 공동 개발하기로 합의하고 첫 제품을 2010년 초 선보이기 로 했다.NAND 생산 5위이자 컨트롤러 분야의 절대강자인 인텔은 SSD에 쓰이는 NAND Flash메모리와 핵심 반도체인 컨트롤러 기술을 제공하고,히타치GST는 제품 신뢰성을 높일 수 있는 펌웨어 등의 기술을 결합할 계획이다.양사의 합작으로 생산 되는 SSD는 히타치GST의 브랜드로 출시될 예정이다. 표 6 HDD 업체의 SSD 시장 진출 현황 HDD업체 SSD관련 동향 씨게이트 히타치GST 삼성전자 LSI와 SSD컨트롤러 기술 협력 2009년 SSD첫 제품 출시 예정 인텔과 서버,스토리지용 SSD제조,판매 협력(2008.12) 2010년 초 자체 브랜드로 제품 출시 계획 2005년 HDD제조사 중 최초로 SSD시장 진출 8~256GB용량의 미니노트북,PC,서버,스토리지용 SSD출시 2009년 512GB고성능 SSD출시 계획 도시바 자료 : 각 기업 자료, 아이뉴스24 재인용 2008년 SSD첫 제품 출시 128GB이하 PC용 SSD상용화 국내 엠트론과 사업 협력 512GBSSD개발 완료 2009년 출시 예정 - 29 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 인텔은 이미 독자적으로 지난해 11월 80GBSSD 양산을 시작했으며 올해 1월부터 160GB양산도 시작했다.한편,HDD 1위 업체인 씨게이트 테크놀로지 역시 컨트롤러 전문업체인 LSILogic사와 기술협력을 통해 2009년 SSD 첫 제품을 출시할 예정이다. SSD의 두뇌 역할을 하는 콘트롤러에서 LSI및 ARM과 협력하고 있는 씨게이트는 SSD기업의 인수합병(M&A)도 모색하고 있는 것으로 파악된다.HDD4위 업체인 일본 도시바 역시 현재 월 4만개 정도인 SSD 생산량을 올해 상반기에는 월 10만개,내년 하반기에는 60만개까지 늘린다는 공격적 전략을 세웠다.특히 도시바는 최근 256GB, 512GB용량의 SSD개발에 잇달아 성공하며 선두업체인 삼성전자를 바짝 추격하고 있 다.메모리 업체인 미국의 마이크론 역시 3월부터 256GBSSD 양산을 시작할 예정이 며 하이닉스도 지난해 말 16GB,32GB용량의 넷북(Netbook)용 MLCSSD 제품을 선보 이고 경쟁에 뛰어들었다.하이닉스는 올 상반기 중 64GB,128GB제품을 출시해 SSD 제품군을 다양하게 확대한다는 전략을 추진 중이다. 신기술로 무장한 국내 중소업체들도 시장에 가세 태진인포텍,ONS,유빅스테크놀로지,인디링스 등 국내 중소형 SSD업체들은 HDD 폼팩터 5) 를 벗어나 새로운 형태의 SSD를 개발하여 공급하는 등 대형 업체들과는 차별 화된 전략을 추구하고 있다.현재 삼성전자와 인텔,샌디스크 등 글로벌 SSD업체들은 HDD 폼팩터와 호환되는 제품을 개발하고 있다.이 제품들은 HDD 폼팩터에 맞춰 SSD를 개발하기 때문에 기존 PC및 스토리지에 바로 사용이 가능하다는 장점이 있지 만 기존 HDD 인터페이스인 SATAⅡ를 사용하기 때문에 최대 속도가 제한되는 단점 이 있다.이에 반해 국내 중소업체들은 기존 HDD 폼팩터에서 벗어나 새로운 방식을 채택함으로써 데이터베이스 및 과부하 서비스 처리 등에 특화된 SSD를 개발하고 있다. 태진인포텍은 상대적으로 속도가 느린 NAND Flash메모리 대신 DRAM을 사용해 처리속도를 비약적으로 발전시킨 SSD를 개발했다.일반적으로 DRAM의 처리속도는 NAND보다 1,000배 이상 빠르다.이제까지 휘발성 메모리인 DRAM을 SSD로 사용하 는 것은 불가능하게 여겨졌으나,태진인포텍은 무정전전원공급장치(UPS)등을 통해 5) Form Factor: 컴퓨터 하드웨어의 크기, 구성, 물리적 배열을 말하며 컴퓨터나 주변 장치의 크기를 말할 때에는 footprint(하드웨어나 소프트웨어의 점유 공간) 의미로 쓰임 - 30 -

Ⅳ. SSD(Solid State Drive) 시장 전망 DRAM 전원이 끊이지 않게 하는 방법으로 DRAM SSD를 개발했다.뿐만 아니라 현재 DDRDRAM 기반의 SSD를 DDR2DRAM 기반으로 전환해 고성능 제품을 집중 공략 한다는 방침이다.ONS(오픈네트서비스)는 자사가 독자 개발한 컨트롤러 기술을 바탕 으로 초당 읽기 1.6GB,쓰기 1.0GB를 제공하는 고속의 SSD를 개발했다.동사는 자체 컨트롤러 기술력을 내세워 IPTV,주문형비디오(VOD)등 동영상서비스 분야 뿐만 아 니라 통신ㆍ게임ㆍ연구소 등으로 시장을 보다 점진적으로 확대해 나간다는 계획이다. 유빅스테크놀로지는 SATAⅡ 단자 대신 PC내 PCI-익스프레스 단자에 연결하는 퓨 전ioSSD 를 국내에 본격 공급하기 시작했다.미국 퓨전io사가 개발한 이 제품은 HDD 타입 SSD에 비해 3배 이상 빠른 읽기 성능을 제공하는 것으로 알려졌다.엠트론도 SLC뿐만 아니라 MLC기반 SSD를 출시했으며,스토리지와 서버 등 기업용 제품군 이 외에 일반 소비자들이 사용할 수 있는 SSD도 출시해 대중화에 앞장서고 있다.HDD 복구 전문업체 명정보기술도 SSD사업에 박차를 가하고 있다.이 회사는 그동안 쌓아 온 스토리지 부문 노하우를 바탕으로 SSD부문을 강화하고 있다.지난해 SSD기반 서 버 시장 진출을 선언한 인디링스는 글로벌업체의 서버 제품에 SSD를 적용하겠다는 전략이다.이미 기존 서버 시장에서 검증된 제품에 자사의 고성능 SSD컨트롤러 기술 을 적용,성능과 안정성 면에서 조립식 제품에 비해 차별화 된 경쟁력을 확보하겠다 는 계획을 갖고 있다. 용량과 가격에서 경쟁력을 갖춰야 시장 확대가 가능 최근 SSD의 가격이 지속적으로 내려가고 있으나 HDD도 용량을 늘려가며 진화하 고 있기 때문에 노트북이나 모바일 기기에는 당분간 일부 프리미엄 제품에만 SSD가 채택될 것으로 보인다.SSD의 가장 큰 약점은 비싼 가격으로서 HDD는 1TB(1,000GB) 제품이 18만원대인 반면 SSD는 32GB제품이 22만원대이므로 GB당 가격을 비교할 경 우 SSD가 약 40배가량 비싼 셈이다.하지만 대용량 데이터 입출력을 해야 하는 스토 리지나 서버 부문은 고성능 제품을 사용할수록 업무효율이 높아지고,안정성,관리비 용,저전력으로 인한 친환경성 등 여러 가지 장점이 있기 때문에 SSD의 적용이 늘어 나는 추세이다.따라서 국내 중소업체들이 집중하고 있는 스토리지,서버 등 B2B부 문의 시장 전망은 밝은 편이다.HDD에 비해 작은 용량 역시 SSD의 약점이다.비록, - 31 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 최근 1TB용량의 SSD가 개발되었다고는 하나 양산 가능한 제품으로는 256GB가 최대 용량이고 일반 소비자가 직접 구매할 수 있는 제품의 용량은 32~64GB정도에 불과 하다.반면,데스크톱의 용량은 500GB~1TB이 주종을 이루고 있어 SSD의 시장 확대 를 위해서는 대용량 제품의 상용화가 시급한 상황이다. 3. SSD의 잠재시장인 HDD의 시장 규모와 향후 전망 세계 HDD 출하량은 2010년 6억 8,900만대에 이를 전망 HDD는 기기 본체에 기본적으로 장착되는 내장 HDD와 기기 외부에 추가로 설치 하는 외장 HDD로 구분할 수 있으며 외장 HDD는 다시 DAS(DirectAtachedStorage)와 NAS(NetworkAtachedStorage)로 분류된다.DAS는 우리가 흔히 외장형 하드라 지칭하 는 보조 저장장치를 말하며 NAS는 네트워크 기능을 지원하는 장치를 말한다.시장조 사전문업체인 IDC의 조사 결과에 의하면 2008년 전 세계 HDD출하량은 5억 6,800만 대로 추정되며 이중 DAS와 NAS의 비중은 10.9% 정도이다.그러나 2010년에는 HDD 출하량이 6억 8,900만대로 21.3% 증가에 그치는 반면,DAS와 NAS는 72.6% 증가한 1 억 700만대로 전체의 15.5%에 이를 전망이다.외장 HDD중 일반 소비자가 주로 사용 하는 것은 외장형 하드(DAS)로서 빈번한 이동에 따른 내충격성이 중요하므로 향후 SSD와 치열한 경쟁이 예상되는 품목이다. 표 7 외장 HDD 시장 전망 (단위 : 백만대) 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 CAGR 출하량 44 62 84 107 127 142 156 23.5% 자료 : IDC, 아이뉴스24 재인용 한편,데스크톱 등에 주로 사용되며 HDD시장에서 가장 큰 비중을 차지했던 3.5인 치 HDD의 수요가 감소하며 현재 노트북에 주로 사용되는 2.5인치 HDD가 저장매체 시장 주역이 될 전망이다.일본의 시장조사기관 야노리서치 연구소는 오는 2011년 전 세계 HDD출하량이 7억 2,150만대가 될 것이며,이중 2.5인치 HDD가 49%를 차지해 47%의 3.5인치 HDD를 앞지를 것으로 전망했다.현재 데스크톱,셋톱박스 등 주요 IT - 32 -

Ⅳ. SSD(Solid State Drive) 시장 전망 제품에는 3.5인치 HDD가 주로 장착되고 있지만 2.5인치 HDD를 사용하는 노트북 시 장이 급격히 확대되고 있으며,데스크톱이나 서버 등에도 점차 2.5인치 HDD 장착비 율이 증가할 것으로 판단된다.2.5인치 HDD가 전체 HDD시장에서 차지하는 비중은 2007년 32.6%이었으며 지난해에는 7.5%p증가한 40.1%로 추정된다. 그림 31 세계 HDD 출하량 추이 그림 32 전체 HDD 중 2.5인치 HDD의 비중 HDD 전체 DAS & NAS 60 (%) 800 (백만대) 49.0 689 50 632 40.1 568 600 40 502 32.6 436 381 30 400 20 200 16 25 44 62 84 107 10 0 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2007 2008 2011 자료 : IDC, 아이뉴스24 재인용 자료 : 야노리서치, 디지털타임즈 재인용 씨게이트가 부동의 1위를 지키고 있는 가운데 삼성전자는 5위로 내려와 HDD시장에서는 씨게이트가 수년째 30% 이상의 점유율을 유지하며 부동의 1위를 고수하고 있다.2007년 씨게이트의 시장점유율은 34.9%로 2위 웨스턴디지털(22.5%)을 큰 차이로 앞섰으며 히타치GST(17.8%),삼성전자(9.5%),후지쯔(7.2%)가 뒤를 이었다. 2008년은 웨스턴디지털의 약진이 눈에 띈다.1위 업체인 씨게이트의 점유율이 31.8% 로 3.1%p낮아진 가운데 웨스턴디지털의 점유율은 26.9%로 4.4%p높아졌다.삼성전 자의 경우 1/4분기까지는 9.3%의 점유율로 4위를 유지했으나 2/4분기 이후 도시바 (8.7%)에 뒤져 5위(8.3%)로 내려왔다.한편,도시바가 최근 후지쯔를 인수하기로 결정 함에 따라 시장점유율이 16%로 급상승해 3위인 히타치를 바짝 추격하게 되었다.후 지쯔의 HDD사업부는 올해 3월에 끝나는 회계연도에 500억엔(7,900억원)의 적자가 예 상되는 등 실적이 악화된 상태이며 지난해에도 HDD 사업을 웨스턴디지털에 매각하 기 위한 협상을 벌였으나 고용 승계 등의 문제로 매각이 불발된 바 있다. - 33 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 그림 33 2007년 전 세계 HDD 시장점유율 그림 34 2008년 전 세계 HDD 시장점유율 삼성전자 9.5% 후지쯔 7.2% 도시바 8.1% 씨게이트 34.9% 히타치 GST 17.0% 삼성전자 8.3% 후지쯔 7.3% 도시바 8.7% 히타치 GST 17.8% 웨스턴 디지털 22.5% 웨스턴 디지털 26.9% 씨게이트 31.8% 자료 : Trendfocus, 에이빙뉴스 재인용 자료 : 테크노시스템리서치 4. SSD의 적용 분야 및 향후 전망 노트북, 서버, 넷북, 모바일PC 등이 SSD의 주요 수요처로 떠올라 SSD는 HDD에 비해 성능도 우수하고 부피와 무게 등 이동성도 뛰어나기 때문에 향 후 HDD시장을 빠르게 잠식해 나갈 것으로 보인다.SSD의 가장 큰 수요처는 노트북 과 기업용 서버 시장이지만 외장하드 등으로도 확대될 전망이다.애플의 맥북에어 등 의 예를 통해 보았듯이 초경량 프리미엄 노트북 시장에서는 이미 SSD를 탑재한 제품 이 속속 등장하고 있다.최근 노트북 틈새시장으로 각광을 받고 있는 넷북도 SSD의 탑재가 늘고 있는 또 다른 제품군이다.델과 아수스는 최근 각각 8GB,12GB의 저용량 SSD를 탑재한 넷북을 출시해 휴대성을 높였다.또한 넷북에 앞서 미니 노트북 시장을 표방한 UMPC(UltraMobilePC)도 SSD의 안정적인 수요처로 꼽힌다. 국내 최대 PC업체인 삼성전자의 경우 자사 PC에 탑재하는 SSD의 비중을 점차 늘려 간다는 계획을 발표했다.현재 SSD를 탑재한 노트북의 비중은 5%에 불과하지만 2011 년에는 33%까지 끌어올릴 계획이며 서버의 경우에도 2011년까지 SSD 탑재 비중을 30%로 증가시킨다는 전략이다.기업 시장은 인터넷데이터센터(IDC:InternetData Center)에서 처리하는 데이터양이 많아짐에 따라 발열과 전력소모 문제가 화두로 떠오 르고 있다.이러한 관점에서 본다면 발열이 거의 없고 대기 시 전력소모가 HDD의 - 34 -

Ⅳ. SSD(Solid State Drive) 시장 전망 1/15에 불과한 SSD는 훌륭한 대안이 될 수 있다.또한,과거 MP3P제조사들이 소형 HDD를 탑재한 모델을 판매한 선례에 비추어 볼 때 MP3P,PMP(PortableMultimedia Player),PDA(PersonalDigitalAsistant)등 휴대용 전자기기에도 SSD가 탑재될 가능성이 매우 높다. 표 8 삼성전자 PC의 SSD 탑재 계획 (단위 : 만대) 2008 2009 2010 2011 출하량 비중 출하량 비중 출하량 비중 출하량 비중 노트북 710 5% 1,840 10% 4,510 21% 8,280 33% 데스크톱 14 1% 24 2% 255 2% 568 3% 서버 11-18 - 199 15% 405 30% 자료 : 삼성전자 SSD 시장은 2012년 10조원이 넘는 황금어장 시장조사기관 아이서플라이의 자료에 따르면 2011년에는 SSD가 NAND Flash의 최대 수요처로 성장할 전망이고 2012년에는 NAND Flash의 수요 중 SSD가 차지하는 비율이 40%에 육박할 전망이다.이는 현재 NANDFlash의 가장 큰 시장인 MP3P(29.3%)와 4번 째 큰 시장인 USB드라이브(9.5%)를 합친 것보다도 큰 규모이다.2008년 기준 NAND Flash의 가장 큰 수요처는 MP3P(29.3%),디지털카메라(28.0%),휴대폰(27.6%)순이다.한 편,SSD를 탑재한 노트북도 점차 증가해 지난 해 1.1%에 불과했던 SSD탑재 비율이 2012 년에는 35%에 달하는 등 노트북용 HDD 시장을 점차 잠식해 나갈 전망이다. SSD 시장규모는 2011년에 87억 달러,2012년에 95억 달러에 달할 것으로 예상되어 3 년 내에 10조원이 넘는 큰 시장으로 급성장할 전망이다.이 같은 잠재력 때문에 글로벌 기업들은 SSD를 차세대 성장 동력으로 삼고 SSD 사업에 공격적으로 투자하고 있다.SSD 의 가장 큰 난제인 가격문제가 조기에 해결되면 SSD 시장 확대는 예상보다 빠르게 진행 될 수 있다.소비자들의 심리적인 면을 고려할 때 동일용량의 SSD가격이 HDD의 2~3배 정도로 낮아지면(현재 물가 기준,GB당 400~500원 수준)수요가 폭발적으로 증가할 것 으로 예상된다. - 35 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 그림 35 연도별 SSD 시장 전망 그림 36 SSD를 탑재한 노트북 비중 추이 매출액(좌) 출하량(우) 12 10 (십억달러) (백만대) 8 6 4 2 0 2008 2009 2010 2011 2012 자료 : Trendfocus, 에이빙뉴스 재인용 100 80 60 40 20 0 40 (%) 35.0 30 27.0 20 18.0 10 5.9 1.1 0 2008 2009 2010 2011 2012 자료 : IDC, 아이뉴스24 재인용 5. SSD 시장 확대가 NAND, DRAM 시장에 미치는 영향 SSD는 기본적으로 NAND Flash메모리의 응용분야 중 하나이다.따라서 SSD 시장 의 확대는 NAND 시장에 큰 기여를 할 것이 분명하다.SSD는 HDD 시장을 대체하는 관계에 있는데 HDD에는 NAND Flash가 사용되지 않기 때문에 HDD 시장의 축소는 NAND시장에 어떠한 영향도 미치지 않는다.결국 SSD시장의 형성은 기존의 NAND 시장이 추가로 확대되는 것을 의미하므로 SSD 시장이 커지는 만큼 NAND의 수요도 증가하게 되는 것이다.따라서 SSD 시장 확대의 최대 수혜자는 삼성전자와 도시바가 될 전망이다. 한편,SSD 시장의 확대는 DRAM 시장에도 긍정적이다.DRAM의 경우에는 두 가지 이유로 인해 SSD 시장 확대에 따른 수혜를 기대할 수 있는데 첫째는 SSD 가운데 DRAM을 기반으로 하는 제품이 있기 때문이다.이 경우 NAND가 SSD 시장 확대를 통해 얻는 것과 동일한 효과를 기대할 수 있게 된다.둘째는 Flash기반의 SSD의 경우 에도 성능을 높이기 위해 캐시메모리가 필요하다는 것이다.SRAM을 캐시메모리로 사 용하는 것이 가장 좋지만 가격이 비싸기 때문에 범용제품에는 DRAM을 사용할 가능 성이 높다.따라서 SSD시장의 확대는 NAND업체뿐만 아니라 DRAM 업체에도 단비 와 같은 소식이 될 것이다. - 36 -

Ⅴ. 시사점 및 맺음말 Ⅴ. 시사점 및 맺음말 지금까지 우리는 반도체의 기본적인 개요에서부터 시작해 용어조차 익숙지 않은 차세대 비휘발성 메모리 소자들의 특성과 장단점에 대해 기술했고 HDD를 대체할 것 으로 기대되는 SSD의 시장 전망에 대해서도 알아보았다.다음의 도표는 지금까지의 내용을 간략히 이해하는 데 도움이 될 것이다. 그림 37 이동식 저장장치와 대용량 저장장치 시장의 현재와 미래 현재 미래 자료 : 하나금융경영연구소 비휘발성 메모리 소자의 역사를 보면 결국 DRAM을 비롯한 기존 메모리 소자와 공 정의 연속성이 높은 기술만 살아남는다는 사실을 발견하게 된다.따라서 향후 어떠한 새로운 소자가 등장하더라도 현재 DRAM과 NAND 부문에서 경쟁력을 갖춘 업체가 차세대 메모리 시장에서 주도적인 위치에 설 수 밖에 없다.다만,일부 중소업체는 특 화된 기술로 틈새시장을 공략하는 전략을 통해 자신만의 영역을 구축할 수는 있을 것 이다.그러나 재료,장비 업체의 경우에는 시장 초기 선제적인 기술 개발을 통해 선두 업체로 도약할 수 있는 가능성이 열려 있다. - 37 -

비휘발성 메모리 개발 동향 및 SSD 시장 전망 참고문헌 [1]KISTI, 비휘발성 차세대 메모리 소자,2007 [2]텔콤인터내셔널, 실용화 단계에 접어든 FeRAM의 최신 기술 동향 [3]전자통신분석, 유비쿼터스용 유니버셜 메모리 기술,2005 [4]산업자원부, 참고자료-차세대 메모리(ReRAM)원천기술 세계최초 개발 성공,2004 [5]전자부품연구원, 스핀트로닉스 동향과 전망,2008.2 [6]특허청, 차세대 반도체 정보기억장치,2005 [7]KISTI, 차세대 반도체 정보기억 장치,2008.11 [8]물리학과 첨단기술, 특집 차세대 메모리,2005.9 [9]KISTI, 차세대 메모리 -비휘발성 메모리 동향 및 가능성,2005 [10]ETRI, PRAM 기술 전망,2005.12 [11]하나금융경영연구소, 월간 하나금융 -차세대 저장장치 SSD개발 동향 및 시장 전망,2009.1 1. - 38 -