D램 미세화가 벽에 부딪혔어요
서버, 노트북, 스마트폰에 들어가는 메모리(D램)는 수십 년 동안 '더 작게, 더 촘촘하게'를 반복하면서 용량을 늘려왔어요. 그런데 이 방법이 이제 한계에 가까워졌거든요. 회로 선폭만 줄여서는 셀(데이터 1비트를 저장하는 최소 단위)을 더 넣을 자리를 만들기가 점점 어려워졌어요.
그래서 메모리 업계가 꺼낸 다음 카드가 4F² D램이에요. 삼성전자와 SK하이닉스는 이쪽에 힘을 싣고 있는데, 미국 마이크론은 4F²를 접는 쪽으로 방향을 틀었다는 소식이 나왔어요. 세계 D램 시장의 대부분을 세 회사가 나눠 갖고 있는 상황에서, 그중 한 곳이 다른 길을 간다는 건 꽤 의미가 커요.
4F²가 뭐냐면
F는 Feature size, 그러니까 그 공정에서 그릴 수 있는 가장 가는 선폭이라고 보면 돼요. 셀 하나가 차지하는 면적을 이 F를 기준으로 F²라는 단위로 나타내요.
지금 업계 표준은 6F² 구조예요. 셀 하나가 가로 2F, 세로 3F쯤 되는 공간을 쓴다는 뜻이에요. 4F²는 이걸 2F × 2F로 줄이는 거예요. 선폭이 같아도 셀 면적이 약 33% 줄어드니까, 같은 크기 칩에 데이터를 더 많이 담을 수 있어요. 평면 배열에서 이론적으로 거의 최소 면적이라 '꿈의 셀 구조'라고도 불려요.
그런데 왜 이제야 나오냐면, 셀 안에 트랜지스터를 눕혀둘 공간이 없기 때문이에요. D램 셀은 트랜지스터 하나와 커패시터(전하를 담는 작은 물통) 하나로 이뤄져요. 2F × 2F 안에 트랜지스터를 넣으려면 전류가 흐르는 길인 채널을 세로로 세워야 해요. 이걸 수직 채널 트랜지스터(VCT)라고 불러요. 땅이 부족하면 단층집 대신 건물을 위로 올리는 것과 같은 발상이에요.
문제는 이게 완전히 새로운 구조라는 점이에요. 트랜지스터를 세우면 비트라인(데이터를 읽고 쓰는 배선)을 아래쪽에 묻어야 해요. 셀 옆에 있던 주변 회로를 별도 웨이퍼에 만들어 위아래로 붙이는 웨이퍼 본딩 기술도 같이 거론되고요. 공정 장비, 소재, 설계 방법론까지 상당 부분을 바꿔야 하는 일이에요.
삼성·SK하이닉스는 밀고, 마이크론은 접은 이유
삼성전자는 VCT 기반 D램 개발을 꾸준히 언급해 왔어요. SK하이닉스도 2025년 VLSI 심포지엄에서 10나노 이하 세대용 기술로 4F² VG(수직 게이트) 플랫폼과 3D D램을 로드맵에 올렸고요. 두 회사 모두 4F²를 3D D램으로 넘어가는 중간 다리로 보고 있는 셈이에요.
마이크론이 왜 다른 선택을 했는지는 원문 기사의 분석을 같이 읽어보시길 권해요. 여기서는 생각해 볼 만한 지점을 정리해 볼게요.
- 징검다리가 너무 짧을 수 있어요: 4F²를 몇 세대 못 쓰고 곧바로 3D D램으로 넘어가야 한다면, 거기에 막대한 공정 투자를 하는 게 아깝게 느껴질 수 있어요. 징검다리 하나를 건너뛰고 다음 돌로 바로 뛰겠다는 판단일 수 있어요.
- 마이크론 특유의 보수적인 공정 전략: 마이크론은 신기술을 늦게 들이고 기존 기술을 끝까지 쥐어짜는 회사로 유명해요. EUV(극자외선 노광) 장비도 경쟁사들보다 훨씬 늦게, 1γ(1감마) 세대에 와서야 도입했어요. 그 전까지는 기존 장비로 여러 번 나눠 찍는 멀티패터닝으로 버티면서도 원가 경쟁력을 지켰거든요.
- HBM 시대의 우선순위: 지금 메모리 업계의 돈은 AI 서버용 HBM(고대역폭 메모리)에서 나와요. 공정 전환 리스크를 떠안기보다는, 검증된 공정으로 HBM 수율과 생산량을 끌어올리는 게 더 급하다고 봤을 수 있어요.
업계 맥락: 기술 로드맵은 결국 베팅이에요
반도체 역사에는 이런 갈림길이 자주 있었어요. 낸드플래시가 평면에서 3D로 넘어갈 때도 회사마다 전환 시점과 방식이 달랐고, 그 선택이 몇 년 뒤 점유율을 갈랐죠. 4F²도 마찬가지예요. 삼성과 SK하이닉스가 4F²를 빨리 안정화하면 집적도와 원가에서 앞서 나갈 수 있어요. 반대로 수율 때문에 고생하게 되면 마이크론의 '건너뛰기'가 현명했다는 평가를 받겠죠.
한국 개발자에게 주는 시사점
소프트웨어 개발자에게는 먼 얘기 같지만 꼭 그렇지만은 않아요.
첫째, 메모리 가격은 곧 인프라 비용이에요. 클라우드 인스턴스나 GPU 서버 가격의 상당 부분이 D램과 HBM 값이에요. 차세대 공정 전환이 성공하느냐 실패하느냐는 2~3년 뒤 우리가 내는 서버비에도 영향을 줘요.
둘째, 한국 산업의 핵심 이슈예요. 삼성과 SK하이닉스의 선택이 맞아떨어지면 기술 격차를 벌릴 기회가 되고, 반도체 관련 소프트웨어 분야의 일자리와 프로젝트도 함께 늘어나요. EDA, 공정 데이터 분석, 수율 예측 ML 같은 분야요. 이쪽 커리어를 고민하고 계시다면 4F², VCT, 하이브리드 본딩 같은 키워드는 알아둘 가치가 있어요.
셋째, 기술 선택의 교훈으로도 읽을 수 있어요. 새 프레임워크가 나오면 개발팀도 '중간 버전에 올라탈까, 다음 메이저 버전까지 기다릴까'를 매번 고민하잖아요. 마이크론의 판단은 그 고민의 반도체 버전이에요.
마무리
4F²는 3D D램으로 가는 징검다리인데, 마이크론은 그 돌을 건너뛰기로 했어요. 누가 옳았는지는 몇 년 뒤 수율과 원가가 알려줄 거예요.
여러분은 중간 단계에 투자하면서 경험을 쌓는 쪽과 한 번에 다음 단계로 뛰는 쪽 중 어느 전략이 낫다고 보세요? 반도체든 소프트웨어든 비슷한 경험이 있다면 들려주세요.
🔗 출처: Hacker News