반도체, 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리

안녕하세요. 오늘은 반도체에 대해 알아보려고 합니다.

그중에서도 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리에 초점을 맞춰 살펴보도록 하겠습니다. 

 

우선 반도체란 어떤 특별한 조건에서만 전기가 통하는 물질을 의미합니다.

필요에 따라서 이 반도체의 전류를 조절할 수 있습니다. 

반도체에 가해진 전압이나 열, 조사된 빛의 파장에 따라 전기전도도 값도 변화합니다. 

반도체의 전기전도도 값은 절연체의 값보다는 크지만, 도체보다는 작습니다. 

 

1. 메모리 반도체

 

그럼 우리가 오늘 얘기하려고 하는 '메모리 반도체'란 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.

메모리 반도체는 정보를 저장하는 용도로 사용되는 반도체를 말합니다. 

비메모리 반도체는 연산, 논리 작업 등과 같은 정보처리를 목적으로 이용됩니다. 

 

메모리 반도체 : DRAM, SRAM, VRAM, 롬 등

비메모리 반도체 : 중앙처리장치(CPU), 멀티미디어 반도체, 주문형반도체(ASIC), 복합형 반도체(MDL), 파워반도체 등

 

메모리 반도체는 우리가 인간의 몸으로 보자면 기억, 기록 능력을 전자적 수단으로 실현하는 장치입니다. 

컴퓨터의 과반수가 기억계로 이루어져 있으면서 정보를 저장, 보관하고 필요한 시점에 꺼내서 사용할 수 있는 장치를 메모리라고 부릅니다. 메모리 분야는 단기간에 많은 자본을 집중하여 새로운 버전의 메모리 구현을 이뤄냅니다. 이에 성공하면 이를 대량 생산하여 비교적 작은 이윤으로 대량 판매하는 산업입니다. 메모리 반도체에서는 미세공정 전환을 통한 원가 절감이 핵심입니다. 

 

비메모리 반도체는 연산, 논리 작업 등과 같은 정보 처리를 목적으로 제작되는 반도체입니다. 

정보를 저장하는 메모리 반도체와는 구별되는 역할이 있습니다. 

우리는 이를 '시스템 반도체'라고도 부릅니다. 

 

모바일 시대가 도래하며 메모리 반도체의 위상이 높아졌습니다. 하지만 아직 시장 규모는 비메모리 반도체가 더 크다고 할 수 있습니다. 비메모리 반도체 용도는 무한하기 때문입니다. 그렇기에 비메모리는 설계가 극히 어려워, 설계 능력이 제품의 성패를 나눕니다. 메모리는 고도의 기술력과 창의성을 지닌 인력이 중요합니다. 

 

 

2. 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리

 

그렇다면 메모리에서도 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 차이는 무엇일까요?

 

우선 휘발성 메모리는 저장된 정보를 유지하기 위해서는 전기를 요구하는 컴퓨터 메모리를 의미합니다. 우리는 이를 임시 메모리라고도 부릅니다. DRAM, SRAM 등 대부분은 휘발성 메모리의 특징을 가지고 있습니다. 

 

비휘발성 메모리의 경우에는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 지속해 유지하는 컴퓨터 메모리입니다. 비휘발성 메모리에는 롬, 플래시 메모리 등이 있습니다. 비휘발성 메모리는 장기간의 영구적 저장 공간으로 이용됩니다. 

 

현재 가장 널리 사용되고 있는 메모리는 "휘발성"을 가진 RAM입니다. 하지만 RAM은 컴퓨터의 전원이 꺼져있을 때는 모든 데이터가 지워지게 됩니다. 하지만 현재 비활성 메모리는 RAM보다 가격 단가, 성능 등의 문제로 활성화되어 있지 않습니다. 

 

그렇기에 많은 기업에서 RAM에 비해 속도, 용량 등 여러 방면에서 뒤떨어지지 않는 신소재 비휘발성 메모리를 개발하려고 많은 노력을 하고 있습니다. 삼성전자에서 개발하는 MRAM, PRAM이 해당 예입니다. 

 

하지만 이러한 다양한 차세대 메모리는 기존 메모리에 비해 차별화된 강점을 가지고 있지만 대량생산이 어려운 신소재에 기반을 둬 상용화에는 어려움이 따르고 있습니다. 메모리의 발전이 이뤄지기 위해서는 차세대 메모리 개발을 위한 다양한 장비들의 개발도 함께 이뤄져야 할 것으로 보입니다. 비휘발성 메모리의 개발로 데이터 센터의 효율이 개선되고 AI 성능이 향상되길 기대해 봅니다. 

 

감사합니다.