MRAM 전력소모 100분의1로 줄이는 기술 개발

KIST 스핀융합연구단 이기영 박사팀이 개발한 초저전력 차세대 자성메모리 반도체 소자. KIST 제공

국내 연구진이 전원을 꺼도 자료가 지워지지않는 자성메모리(MRAM)의 에너지 소비를 100분의 1로 줄일 수 있는 기술을 개발했다. 연구진은 향후 이 기술을 더 발전시킨다면 기존 반도체 메모리를 대체해 전력 소모량을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한국과학기술연구원(KIST)은 차세대반도체연구소 스핀융합연구단 이기영 박사팀이 연료전지 사용 물질인 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)에 수소이온을 주입해 초저전력 MRAM 부품을 개발했다고 26일 밝혔다.

이기영 박사는 "기존 사용하는 메모리같은 경우에는 1비트당 100펨토줄(fJ) 정도 나오는데 이번 실험에서 100분의 1 정도로 줄였다"고 말했다. 1fJ는 1000조 분의 1j, 즉 1초동안 소모하는 전력이 1000조 분의 1와트(W)를 말한다.

연구진은 MRAM 반도체 소자에 수소이온을 주입하면 적은 전력으로도 사용이 가능하다는 점을 착안했다.

기존 연구 발표자료에 따르면 수소이온을 사용하는 방식이 속도가 느린 단점이 있다.

연구진은 세라믹 연료전지(SOFC) 분야에 전해질로 사용되는 높은 이온전도도를 가진 물질인 YSZ를 자성 소자에 접목해 수소 이온을 주입했다.

이를 통해 기존 수소이온을 사용한 메모리보다 에너지 소모량은 더 낮추면서 100배 빠른 소자를 만드는 데 성공했다.

[e-mail] 김만기 기자