나노기술 개발동향
나노 자성기억소자(MRAM) 기술동향 및 정보분석
서 주 환 † ⋅이 일 형⋅최 붕 기⋅김 영 근*
한국과학기술정보연구원, *고려대학교
R&D Trend and Information Analysis on Nano MRAM Technology
Ju-Hwan Seo † , Il Hyung Lee, Boong Kee Choi, and Young Keun Kim*
Industrial Information Analysis Team, Korea Institute of Science and Technology Information
*Department of Material Science and Engineering, Korea University
Abstract: 노트북 PC를 비롯한 PDA, MP3, 디지털 카메라, 휴대형 단말기 등 각종 정보제품들은 초소형화, 고속화, 지 능화의 방향으로 빠르게 진화하고 있으며 이러한 정보화 기기에 필요한 새로운 비휘발성 정보저장 매체에 대한 요구가 높아지고 있다. 최근 주목받고 있는 차세대 비휘발성 메모리에는 강유전체메모리(FeRAM), 자기메모리(MRAM), 저항형 메모리(RRAM), 상변화메모리(PRAM) 등이 있다. 이들 메모리는 각각의 장점을 가지고 있으며, 그 용도에 맞는 방향으 로 연구개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히 MRAM 기술의 경우 비휘발성 메모리 소자의 개발에만 활용이 되는 것이 아니라, 논리소자, 공명터널소자, 재생센서, 분자검지 소자 등 정보통신산업과 자동차 산업, 국방산업, 바이오 산업 등 그 활용범위가 매우 높은 핵심 기반 기술을 제공한다.
Keywords: MRAM, magnetic memory, magnetic tunnel junction, information analysis
1. 서 론
1)
21세기 거대 기간산업의 하나인 정보저장 산업은 지속적이며, 새로운 기술혁신이 필요한 분야로 우리나라의 국부를 창출하고 있는 산 업분야이다. 최근 들어 세계적으로 노트북 PC 를 비롯한 PDA, MP3, 디지털 카메라, 휴대형 단말기 등 각종 정보제품들은 초소형화, 고속 화, 지능화의 방향으로 빠르게 진화하고 있다.
또한 유비쿼터스, 홈네트워킹, 모바일 컴퓨팅 등 새로운 기술의 발전으로 인한 정보환경 변 화로 Gb급 초고집적, ns급 초고속 비휘발성 메모리에 대한 수요가 날이 갈수록 증대되고 있는 실정이다. 이러한 정보저장에 대한 수요 는 매 5년마다 10배씩 증가하는 추세에 있다.
휴대용 단말기의 경우 이미 연간 6억대를 넘 는 세계 유통시장을 형성하고 있으며, DMB
†주저자(E-mail: [email protected])
방송수신, 의료용 자가진단, 화상통신 등 새로 운 기능 및 컨텐츠가 지속적으로 추가되고 있 어 이 분야의 신제품 개발은 이미 무한 경쟁 체제에 돌입하고 있다. 또한 초고속 컴퓨터, RFID, 의료기기, 일반가전에서 우주항공에 이 르기까지 모든 전자기기들을 네트워킹화 하려 는 시도가 진행되면서 중계기, 단말기 및 통신 부품 등에 사용되는 메모리의 성능 또한 고집 적, 고속, 고기능화를 목표로 지속적인 개발이 요구되고 있다.
새로운 정보저장 매체에 대한 요구로 주목받
고 있는 차세대 비휘발성 메모리로는 강유전체
메모리(FeRAM), 자기메모리(MRAM), 저항형
메모리(RRAM), 상변화메모리(PRAM) 등이
있다. 이들 메모리는 각각의 장점을 가지고 있
으며, 그 용도에 맞는 방향으로 연구개발이 활
발하게 진행되고 있다. 이 중 MRAM (Magnetic
Random Access Memory)은 자기저항(Magne-
toresistance)이라는 양자역학적 효과를 이용한 기억소자로서, 전원이 꺼져도 기록된 정보가 지워지지 않는 비휘발성(Nonvolatile) 소자로서 고속 정보처리가 가능한 차세대 통합형 정보저 장소자의 대표주자 중 하나이다. 만약 고집적 MRAM의 상용화가 가속된다면 상대적으로 느린 PC의 HDD를 대체하게 되어 순식간에 부팅이 가능한 컴퓨터나 모바일 기기의 등장이 가능하게 된다.
2. 기술개발 동향
2.1. MRAM의 특성
자기저항효과를 활용한 자성소자 기술은 전 자의 전하뿐만 아니라 스핀 자유도, 즉 업스핀 전자와 다운스핀 전자를 구분하여 전자의 이동 을 제어하는 신기술로 스핀트로닉스(Spintro- nics)로 불리고 있다. 이 기술의 단초가 된 거 대자기저항(Giant Magnetoresistance) 현상 은 1988년 프랑스의 A. Fert와 독일의 P.
Grünberg에 의해 발견되었으며, 2007년 노벨 물리학상이 수여되었다[1]. 스핀트로닉스 기술 은 금세기의 화두인 나노기술의 한 축으로, 예전에는 볼 수 없었던 새로운 양자역학적 현 상의 발견으로 지속적인 기술의 발전을 이루고 있으며, 특히 반도체, 광학, 생명공학 기술 등 과의 접목을 통해 다양한 미래 신산업 응용분 야를 창출하고 있다. 이 기술은 전자의 스핀이 동에 관한 학문적 흥미를 유발할 뿐 아니라 대용량 하드디스크 드라이브(HDD) 헤드 및 고속 MRAM 구동소자에 상용화되고 있으며, 자동제어센서, DNA 바이오칩, 스핀 광소자, 로직소자 그리고 향후 출현이 예상되는 양자 컴퓨터 등으로 응용범위를 넓히고 있어 21세 기 산업발전의 원동력이 될 것으로 예상되고 있다(Figure 1).
MRAM은 Flash가 갖는 비휘발성 이외에, DRAM급의 고속 동작이 가능한 반면 전력소 모가 적고 무한대의 기록 및 재생이 가능하며,
Figure 1. 스핀소자의 응용분야 예시.
방사능 내성이 강하다는 장점이 있어, 이미 미 사일 및 우주선과 같은 군수용 제품에 쓰이고 있으며, 향후 휴대전화기, PDA 같은 휴대단말 기에 적용가능성이 높은데, 이는 가격과 공간 면에서 Flash와 DRAM을 대체할 수 있기 때 문이다. 또한 컴퓨터, 네트워크 분야에서 I/O 지연을 해결하기 위해 사용되는 EEPROM이 나 SRAM을 극복할 대안기술로 부각되고 있 다. 그밖에 RFID 태그에 적용하려는 시도가 진행 중이며, 공장자동화용 마이크로컨트롤러, 로봇 등에도 활용가능성이 높다.
MRAM이 당면한 최대의 과제는 Gb급 이 상의 고집적화를 구현할 수 있는 기술개발로 핵심 구동셀의 성능을 높일 수 있는 자성소재, 구조개발이 급선무이다. 고집적화 문제가 해결 된다면 2012년 MRAM 시장은 160억 달러로 성장할 전망으로 다양한 산업분야에 응용될 전망이다[4].
2.2. 국외연구개발 동향
1995년 미국 MIT의 Moodera[5]와 일본
토호쿠대학의 Miyazaki[6]에 의해 자기터널접
합에서 높은 자기저항비를 얻은 이후, 고집적
MRAM 구현이 가시화되었다. 미국은 지난 10
년간 국방성 DARPA 주도로 MRAM 기초기
술 개발을 수행하였고 현재는 기업을 중심으
로 상용화를 진행 중이다. Honeywell은 이미
미사일제어 등 군수용으로 저용량 MRAM을
납품하고 있다. 민간부문에서는 IBM이 2000년
ISSCC 학회에서 0.25 µm CMOS 기술을 적용
한 1 Kb 테스트 어레이를 발표하였고, 2004년
에는 16 Mb급 메모리의 가능성을 검증하였다.
Table 1. 여러 가지 메모리의 성능 비교[2]
Property Memory Type
SRAM DRAM Flash FeRAM MRAM
Read Fast Moderate Fast Moderate Moderate-Fast Write Fast Moderate Slow Moderate Moderate-Fast
Non-volatility No No Yes Partial Yes
Endurance Unlimited Unlimited Limited Limited Unlimited
Refresh No Yes No No No
Cell Size Large Small Small Medium Small
Low Voltage Yes Limited No Limited Yes
Figure 2. MRAM 기술개발 동향[3].
현재 Infineon에 기술을 이전하여 0.13 µm CMOS 기술을 적용한 양산용 256 Mb급 MRAM을 개발하고 있다. Motorola에서 분사 한 Freescale Semiconductors는 2004년 0.2 µm CMOS 기술을 적용한 임베디드 메모리 형태의 4 Mb급 MRAM 시제품을 출시한 이 후, 2006년 0.18 µm CMOS 공정을 이용하여 35 ns의 액세스 시간을 갖는 4 Mb급 MRAM 상용화에 성공하였다. 동사는 현재 SRAM을 대체하는 배터리 백업과 같은 틈새시장에 진 출하고 있으나, 향후 자동차용 메모리 시장을
겨냥한 제품을 개발 중이다.
일본의 Toshiba-NEC 공동개발팀은 2004년 0.24 µm 자기터널접합기술로 제조된 1 Mb급 MRAM의 구현에 성공한 이래, 2006년 2월 0.13 µm 반도체 공정과 새로운 설계기술을 도 입하여 16 Mb의 MRAM 기술을 발표하였다.
또한 Toshiba는 2006년 5월 IEEE Intermag 학회에서 64 Mbit MRAM 테스트 결과를 발 표하였다. Renesas Technology는 100 MHz에 서 동작하는 고속의 1.2 V 시작품을 발표하였 고, 2005년 미국 Grandis사와 공동으로 STT 스위칭 현상을 이용한 65 nm급 MRAM 기술 을 제시하였다. 일본은 미국에 비해 뒤늦게 개 발에 착수하였으나 반도체공정, 자성재료 분야 의 풍부한 기반기술과 인적자원을 갖고 있어 매우 빠른 기술의 신장을 보이고 있다.
한편, 고집적화의 최대 걸림돌인 기록방식의 전환이 부각되었다. 1996년 IBM의 Slonczewski [9]와 Carnegie Mellon대의 Berger[10]가 이론적 으로 제안하였고, 1999년 Cornell대의 Buhrman [11]에 의해 실험적으로 입증된 스핀전달토크 (Spin Transfer Torque, STT) 또는 전류유도 자화반전(Current Induced Magnetization Swit- ching, CIMS)이라는 새로운 물리현상에 기초 한 전류주입형 자화방식의 연구가 최근 각광을 받고 있다.
2.3. 국내연구개발 동향
삼성전자는 2004년 Intermag 학회에서 셀면
적을 8F 2 로 획기적으로 줄일 수 있는 On- Axis 아키텍쳐를 제시한 바 있다. 그밖에 2006년 동학회에서 Digit Line이 필요 없는 저 전력 스위칭 방식인 Local Field 스위칭을 이 용한 MRAM을 발표한 바 있다. 동사는 STT- MRAM 개발을 위해 자기터널접합 셀 패터닝 을 비롯한 공정개발을 진행 중이다. 하이닉스 도 STT-MRAM에 대한 관심을 갖고 연구개 발을 추진 중에 있다. 특히 2008년 1월 삼성전 자와 하이닉스 양사는 STT-MRAM을 공동으 로 개발하기로 발표하였는데, 이는 매우 고무 적인 시도이다. 한국과학기술원은 STT 소자 용 자기터널접합 재료기술을 연구개발 중에 있으며, 터널접합의 자기저항비가 온도에 따라 감소하는 현상을 Kondo효과로 설명하였다[14].
고려대학교 김영근 교수 연구실에서는 자기터 널접합의 임계스위칭 자기장을 감소시키기 위 해, 지난 수년간 비정질 강자성체를 자유층으 로 이용한 자기터널접합의 스위칭 특성을 실 험하였다. 신물질인 NiFeSiB를 최초로 도입한 결과 스위칭 자기장을 최대 5배 정도 줄이는 데 효과적이었으며, 향후 고집적화에 유리한 물질로 평가된다[15]. 이밖에 고려대에서는 STT 이론과 시뮬레이션 연구를 진행 중이며, 한국과학기술원과 광주과학기술원에서는 자기 터널접합 소자, 인하대에서는 자기터널접합의 패터닝 실험, 이화여대에서는 MRAM 회로설 계 연구가 진행중이다.
2.4. 국내외 기술수준 비교
MRAM 기술은 다른 메모리기술에 비해 기 본구조와 원리가 널리 알려져 있어 세계적으 로 비교적 많은 기업과 연구기관이 관심을 갖 고 연구개발을 진행 중에 있다. 기초기술은 미 국에서 발전하였으나, 자성재료에 대한 축적된 인력기반과 지식을 갖춘 일본이 최근 MgO 터널배리어와 STT-MRAM 구현에 앞서기 시 작하고 있다. 특히 일본의 Cannon-Anelva사 는 자기터널접합용 초고진공 스퍼터링 장비에 서 비교우위에 있으며 이런 추세는 당분간 지
속될 전망이다.
2006년 이후 미국 Freescale사는 시스템 및 장비용 배터리 백업용 SRAM의 대체를 목표 로 4 Mb급 MRAM을 본격 출하하고 있다. 48 pin을 갖는 기존의 SRAM을 대체하여 그대로 사용할 수 있으며, 개당 25달러(기존 제품은 약 50달러)로 경쟁력을 갖추고 있다. STT-MRAM 의 핵심기술을 갖고 있는 Grandis사는 지적재 산권(IP)을 주로 확보하여 대형 반도체회사에 기술이전을 통한 사업화를 추구하고 있다. 일 본의 Renesas사와의 파트너쉽이 그 예이다.
일본은 최근 Toshiba사를 비롯하여 AIST, Tohoku대 등에서 STT-MRAM 연구개발을 선도하고 있다. 일본의 대학이나 연구소가 기 술을 선도할 수 있는 이유는 연구비 규모가 대형화되어 고가장비를 구축할 수 있었고, 또 한 장기적으로 자성재료에 대한 기초연구를 꾸준히 수행하였기 때문이라 판단한다.
국내에서도 21세기 프런티어 사업의 일환으
로 추진하고 있는 테라급나노소자개발사업이
있으며, 이 과제에 참여하는 삼성종합기술원,
한국과학기술연구원을 중심으로 여러 대학의
연구자들이 참여하여 Gb급 STT-MRAM 기
술개발에 힘을 쏟고 있다. 그러나 초고진공장
비가 필요한 MgO 터널배리어의 등장과 나노
패터닝이 필수적인 STT 터널접합이 등장한
이후 미국, 일본과 어렵게 경쟁하고 있는 상황
이다. 우리나라는 메모리 강국인데 반해 상대
적으로 차세대 MRAM 분야에서 미국, 일본에
비해 기술과 인력이 열세이며 관심도가 낮은
편이다. 그러나 산학연이 고가장비의 공동활
용, 역할의 분담, 자원의 집중화를 통해 차별
화된 핵심기술을 확보한다면 축적된 공정기술
을 바탕으로 선진국을 따라잡을 수 있는 가능
성은 충분하다.
Table 2. 문헌정보분석 주요 검색어
제한분야 주요검색어
Title
MRAM, magnetic random access memory, magnetic (or magnetoresistive) memory, magnetic tunnel junction
3. 정보분석
3.1. 논문정보분석
논문정보분석은 특정기술영역별로 등장하는 키워드(keyword)를 이용하여 문헌자료를 분 석하는 것으로 정성적인 연구개발동향분석과 함께 기술개발동향을 가늠해 보는 주요한 정 보를 제공해 준다. 키워드를 통한 문헌검색과 검색결과에 대한 통계분석방식은 연구개발에 관한 객관적인 현황 정보를 제공해 주고 있다.
본 연구는 과학기술분야의 대표적인 데이터 베이스인 ISI의 Web of Science SCI-Expand- ed (Science Citation Index Expanded) DB를 검색 대상으로 선정하여 논문분석을 수행하였다.
“MRAM” 기술에 대한 논문분석을 위하여 Table 2에 나타낸 바와 같이 검색어를 추출하 였다. 검색의 정확도를 높이고 노이즈를 최소 화하기 위하여 검색 필드를 제목으로 한정하 여 검색을 실시하였다. 검색 결과 총 1,693건 의 논문을 추출하였고, 이 논문을 대상으로 분 석을 실시하였다.
MRAM 기술관련 논문 발표추이를 살펴보 면 1987년부터 1995년까지는 5건 안팎으로 극 히 적은 수의 논문만 발표되다가 1996년부터 논문 발표가 증가되기 시작하여 최근까지 그 증가추세가 이어오고 있다. 2000년 이후 발표된 MRAM 기술관련 논문은 총 1,452건으로 전체 1,693건의 86%를 차지하여 MRAM 기술관련 논문이 2000년 이후에 집중되어 있음을 알 수 있다. MRAM 기술관련 논문 중 “nano" 키워 드를 포함하고 있는 논문은 총 243건으로 전 체 논문에서 14.4%를 차지하고 있으며, 이들 논문의 87%인 213건이 2000년 이후 발표된 논문으로 조사되었다.
Figure 3. MRAM 기술관련 논문의 연도별 추이.
Figure 4. 국가별 논문발표 비중.
MRAM 기술관련 논문의 경우 총 37개국에 서 관련 연구성과를 발표해오고 있다. 가장 많 은 수의 논문을 발표한 국가는 미국으로 449 건의 논문을 발표하여 전체 논문에서 22%의 점유율을 보이고 있다. 이어 일본(20%), 중국 (10%), 한국(9%), 독일(8%), 프랑스(7%), 영국(3%)의 순으로 MRAM 기술관련 논문을 많이 발표하는 것으로 분석되었다. 특히 미국, 일본, 중국, 한국, 독일, 프랑스가 발표한 MRAM 기술관련 논문은 전체 논문의 75%를 차지하여 이들 국가가 MRAM 기술분야를 주 도하고 있는 것으로 보인다.
관련 연구성과를 다수 발표하고 있는 연구
기관으로는 일본의 토호쿠대학으로 151건의
논문을 발표하여 MRAM 분야에서 연구개발
활동이 활발한 것으로 조사되었다. 다음으로는
중국과학원, 난징대학 등의 중국 연구기관이
며, 다국적 기업인 IBM은 4위로 55건의 논문
을 발표하였다. 한국의 경우 고려대학교가 46
건의 논문을 발표하여 5위를 차지하고 있으며,
한양대학교(10위), 삼성종합기술원(11위), 한
국과학기술연구원(29위) 등의 순으로 많은 논
Table 3. MRAM 기술관련 논문발표 주요기관
순위 기 관 명 건수 순위 기 관 명 건수
1 TOHOKU UNIV 151 16 MIT 27
2 CHINESE ACAD SCI 89 17 BROWN UNIV 26
3 NANJING UNIV 58 18 UNIV ALABAMA 25
4 IBM CORP 55 19 EINDHOVEN UNIV TECHNOL 24
5 KOREA UNIV 46 20 NAGOYA UNIV 23
6 UNIV BIELEFELD 44 21 OSAKA UNIV 23
7 SIEMENS AG 39 22 RUSSIAN ACAD SCI 22
8 CNRS 38 23 UNIV OXFORD 22
9 NATL INST ADV IND SCI &
TECHNOL
36 24 UNIV PARIS 11 22
10 HANYANG UNIV 33 25 INESC 21
11 SAMSUNG ADV INST TECHNOL 31 26 INST SUPER TECN 21
12 NEC CORP LTD 30 27 CARNEGIE MELLON UNIV 20
13 UNIV TOKYO 29 28 HOKKAIDO UNIV 20
14 JAPAN SCI & TECHNOL AGCY 28 29 KOREA INST SCI & TECHNOL 20
15 UNIV DELAWARE 28 30 NATL TAIWAN UNIV 20
문을 발표하고 있다. MRAM 기술관련 논문을 다수 발표하고 있는 30대 연구기관을 국적별 로 보면 일본 국적의 기관이 8개로 가장 많으 며, 미국이 6개, 한국이 4개, 중국, 독일, 프랑 스, 포르투갈이 각각 2개씩이다.
MRAM 기술관련 논문이 가장 많이 게재된 저널은 Journal of Applied Physics로 377건의 논문이 소개되었으며, 다음으로는 Applied Physics Letters, IEEE Transactions of Mag- netics, Physical Review B 등의 순이다.
SCIE DB에서는 논문의 카테고리별 정보를 제공하고 있는데 MRAM 기술관련 논문의 카 테고리별 현황을 살펴보면, Physics-Applied 분야 가 1,008건으로 전체의 44%를 차지하고 있으며, Physics-Condensed(20%), Material Science- Multidisciplinary(12%), Engineering-Electrical
& Electronic(10%) 등의 순이다. 전체적으로는 물리학 분야가 71%로 대다수를 차지하고 있다.
관련 논문의 공동저자를 통해 국가간 네트워 크 현황을 간접적으로 살펴볼 수 있다. MRAM 기술분야의 국가별 네트워크분석을 통해 국제
협력 관계를 살펴본 결과 미국과 일본의 경우 다양한 국가와 국제 공동협력이 이루어지고 있는 것으로 분석되었다. 구체적인 협력 네트 워크 현황을 보면 미국은 일본, 중국, 독일, 한 국 등과 네트워크를 구축하고 있으며, 일본은 미국, 한국, 중국, 폴란드 등과 네트워크가 구 축되어 있다. 한국의 경우는 미국, 일본, 중국 과 공동연구를 진행하고 있는 것으로 조사되 었다.
3.2. 한국특허분석
특허정보를 분석하기 위해 한국특허정보원의 KIPRIS (Korea Industrial Property Rights Information Service) 검색시스템을 이용하였다.
1986년부터 2006년까지 국내에 출원된 MRAM
기술관련 특허는 252건으로 이에 대한 연도별
출원 추이를 살펴보면 Figure 6과 같다. 1999
년까지는 10건 안팎의 적은 수의 특허가 출원
되었으나 2001년에 갑자기 출원 건수가 증가
한다. 이것은 독일 국적의 출원인이 다수의 특
허를 등록한데 기인한다. 2001년 이후 특허 출
Table 4. MRAM 기술관련 논문이 다수 소개되는 저널리스트
저 널 명 건 수
JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 377
APPLIED PHYSICS LETTERS 242
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 182
PHYSICAL REVIEW B 158
JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS 156
PHYSICAL REVIEW LETTERS 63
JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS 25
JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER 24
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS
20
PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLIED RESEARCH 19
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS 18
ACTA PHYSICA SINICA 16
EUROPHYSICS LETTERS 14
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS
SHORT NOTES & REVIEW PAPERS 14
JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY 12
CHINESE PHYSICS LETTERS 11
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF
COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS 11
PHYSICS LETTERS A 11
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL B 10
MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-SOLID STATE MATERIALS FOR
ADVANCED TECHNOLOGY 10
Figure 5. MRAM 기술 관련 논문의 카테고리별 분포.
Figure 6. MRAM 기술관련 한국 공개특허의 연 도별 추이.
Figure 7. 출원인의 국적별 분포(한국공개특허).
Figure 8. 주요 출원인 국적의 연도별 특허 출원 건수 추이(한국 공개특허).
원이 감소하나 평균 25건 정도의 특허가 꾸준 히 출원되고 있다. 그리고 2006년의 경우 MRAM 기술 관련 특허가 4건으로 나타나고 있으나 특허 출원 후 공개되어 DB에 등록되 는 시기를 고려한다면 관련 특허의 꾸준한 출 원은 현재까지 이어져 오고 있는 것으로 판단 된다.
국내에서 MRAM 기술관련 특허를 출원한 출원인을 국적별로 살펴보면 일본이 97건(39%) 으로 가장 많은 특허를 출원하였고, 한국이 83 건으로 33%, 독일이 44건으로 17%를 차지하 고 있다.
관련 특허를 출원한 출원인 국적에 대해 연
Table 5. 주요 특허 출원인(한국 공개특허)
출 원 인 건수
인피니온 테크놀로지스 47
삼성전기주식회사 27
가부시끼가이샤 도시바 21
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 17
닛본 덴끼 가부시끼가이샤 16
삼성전자주식회사 15
주식회사 하이닉스반도체 15
알프스 덴키 가부시키가이샤 11
후지쯔 가부시끼가이샤 11
고려대학교 8
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 8
마이크론 테크놀로지 인코포레이티드 6
Figure 9. 상위 IPC 분류(한국 공개특허).
도별 출원 추이를 살펴보면 한국, 미국, 일본 의 경우 연도별 출원 건수 차이가 그리 크지 않지만 독일의 경우 2001년에 25건의 특허가 집중되어 있다.
출원인별로는 인피니온 테크놀로지사가 47 건으로 가장 많은 특허를 출원하였고, 다음으 로는 삼성전기(27건), 도시바(21건), 마쯔시다 전기(17건), 일본전기(16건), 삼성전자(15건) 등의 순으로 특허를 출원하였다.
MRAM 기술 관련 특허의 IPC 분류별 분포
를 보면 G11C 분류가 가장 많은 96건으로 집
계되었다. 다음으로는 G11B, H01L, H01C 등
의 순이다. G11C는 정보기억소자와 변환기와
의 사이에 상대운동이 없는 정적 기억장치에
Table 6. MRAM 기술관련 IPC분류 설명 IPC
분류 설 명
G11C G11 정보저장: G11C 기록매체와 변환기 사이 의 상대운동이 없는 정적기억
G11B G11 정보저장: G11B 기록매체와 변환기 사이 의 상대적인 운동을 기본으로 하는 정보저장 H01L H01 기본적 전기소자: 반도체 장치
관한 IPC 분류이다.
4. 결 론
휴대용 단말기의 많은 보급과 초소형화, 고 속화, 통합화 등을 통해 여기에 필요로 하는 고성능 정보저장매체에 대한 요구가 높아져 가고 있다. 이러한 요구에 의해 차세대 비휘발 성 메모리 기술이 근래 주목받고 있으며, 세계 각국에서는 이 분야의 연구개발에 많은 투자 를 아끼지 않는 상황이다.
차세대 정보저장매체는 기존의 메모리에 비 해 높은 저장 밀도, 빠른 속도, 저렴한 생산단 가, 낮은 소비전력의 장점을 요구하고 있으며 이러한 특징을 갖춘 MRAM, FeRAM, RRAM, PRAM 등의 차세대 비휘발성 메모리 기술이 등장하고 있다. 이들 중 MRAM 기술은 소비 전력이 적고, 높은 온도범위에서 동작이 가능 하며, 기존 DRAM에 비해 빠른 동작 성능을 보이는 등 기존의 다양한 저장 매체를 대체할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
특히 MRAM 기술의 기반이 되는 자기터널 접합(Magnetic Tunnel Junction, MTJ) 기술 은 비휘발성 메모리 소자의 개발에만 활용이 되는 것이 아니라, 논리소자, 공명터널소자, 재 생센서, 분자검지 소자 등 정보통신산업, 자동 차 산업, 국방산업, 바이오 산업 등에 이르기 까지 그 활용범위가 매우 높은 핵심 기반 기 술을 제공한다.
MRAM에 관한 연구개발은 그 중요성에 비
해 미국, 일본 등의 선진국에서도 최근에서야 실용화 단계에 진입하여 기술을 도입할 수 없 는 실정이다. 따라서 핵심기술의 확보는 국내 의 차세대 비휘발성 MRAM 메모리 산업의 발전을 도모할 수 있을 뿐 아니라 막대한 시 장을 선점할 수 있어 그 파급효과는 지대할 것이다. MRAM은 기술적으로 해결해야 하는 문제점들이 있지만 그 고유한 장점으로 인하 여 엄청난 잠재력을 가지고 있는 메모리임은 분명하다. 그러므로 정부와 민간 차원에서 과 감한 투자로 핵심기술 확보가 필요하다.
참 고 문 헌
![Table 1. 여러 가지 메모리의 성능 비교[2]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dokinfo/4986141.302995/3.808.83.725.131.318/table-여러-가지-메모리의-성능-비교.webp)
