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중소기업이 D램 신기술을 개발했다고?…무엇을, 어떻게?

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Friday, October 04, 2024, 14:10:01

현재 양산중인 6F2보다 셀 면적 최대 50% 감소 결과 측정
태성환경연구소 “데이터 용량은 커지는데 전력 사용량은 줄어”

울산 = 인더뉴스 제해영 기자ㅣ㈜태성환경연구소(회장 윤기열/대표이사 김석만) 나노FAB기술개발센터는 셀(데이터저장 장소) 어레이 변형을 통해 3.5F2 DRAM 기술을 세계 최초로 개발했다고 4일 밝혔습니다.(본지 2024년 10월 04일자 <“기존 D램보다 성능 2배↑”…국내 중소기업, 반도체 ‘新기술’ 만들었다> 기사 참조)

 

AI의 활용이 확대되면서 데이터센터를 비롯해 AI 서버 등에 차세대 메모리 수요가 늘어나고 있습니다. 이러한 차세대 메모리는 고용량, 고속연산, 고성능, 저전력의 특성이 필요합니다.

 

특히, 데이터센터의 전력 소비량 중 메모리 14%와 메모리가 제대로 동작하기 위해 소모되는 팬(PAN) 전력 5%를 포함하면 20%에 육박하는 전력을 메모리가 소모하고 있습니다.

 

이에 따라 MS, 구글, 메타 등은 AI 인프라 투자가 진행될수록 탄소중립 목표 달성에서 멀어지고 있는데요. 최근 엔비디아는 이에 대응하기 위해 AI 가속기에 소비전력이 낮은 HBM(고대역폭 메모리; 적층구조)을 탑재하는 방향으로 대응하고 있습니다.

 

HBM(High Bandwidth Memory; 고대역 메모리)은 구조상 전력소모와 발열을 제어하는 데 어려움이 큽니다. 이에 따라 메모리 제조사들은 4F2 (F2는 메모리 셀 크기 단위; 앞 숫자가 작을수록 고집적), 3D DRAM(셀을 수직으로 쌓는 구조) 등 새로운 구조의 저전력 DRAM 개발에 박차를 가하고 있습니다.

 

AI 패권이 달린 차세대 DRAM의 개발 경쟁이 치열한 상황에서 전 세계 DRAM 엔지니어들에게 떨어진 과제는 공정의 미세화, HBM 패키징(하이브리드 본딩) 등 여러 분야가 있겠지만 가장 기본은 칩 크기를 줄이면서 용량은 늘리는 것입니다.

 

이번에 태성환경연구소가 개발한 신기술이 반도체의 용량을 획기적으로 늘릴 수 있다는 주장입니다.

 

이와 관련 정혁제 개발실장은 “3.5F2 DRAM은 현재 주요 DRAM 제조사가 양산 중인 6F2, 개발중인 4F2 보다 집적도가 높은 구조”라며 “6F2 대비 4F2의 차이점은 셀을 수직으로 세운 구조인데, 3.5F2 역시 수직배열이다”라고 설명했습니다.

 

이어 “현재 개발 경쟁이 치열한 3D DRAM이 4F2의 조합으로 이루어진 구조”라며 “4F2가 3.5F2로 전환되면, 3.5F2가 3D DRAM에도 적용되는 셈인데, 이 경우 집적도와 용량은 기존 대비 더 크게 증가하게 된다”고 덧붙였습니다.

 

 

여기에 전력소모 측면에서도 탁월한 성능을 발휘한다는 것도 신기술의 장점으로 꼽힙니다. 임채록 개발총괄이사는 “셀 하나에 걸치는 비트라인(데이터를 저장할 셀을 선택하는 신호라인)의 길이가 4F2의 0.866배가 되고, 이 길이가 13.4%(2-1.732)F/2F) 수축되고, 서브블록에 걸치는 비트라인의 길이도 13.4% 수축된다”고 설명했습니다.

 

그는 “셀이 수축할 때도 워드라인(비트라인과 교차하는 라인; 이 지점에 데이터 저장) 간의 간격과 필라(pillar; 기둥형 커패시터) 형상 간의 간격은 최소 패터닝(형상) 크기, 즉 1F를 유지해야 하는데, 워드라인을 이층 구조로 하고 필라 형상들은 육각형(벌집) 모양으로 배치해 이를 구현했다”고 설명했습니다.

 

결과적으로, 이 구조는 기존 6F2 기준으로 셀 면적의 40~50% 정도를, 4F2 대비 10~15% 정도를 줄일 수 있게 되는데요. 이에 따라 셀에 데이터를 쓰고 읽을 때, 서브블록에 걸치는 비트라인 상에 걸리는 전압이 감소해 전력도 감소한다는 겁니다.

 

임채록 이사는 이러한 구조가 가능해진 과정에 대해서도 자세하게 설명했습니다.

 

그는 “이 구조를 설계하고 HFSS, LT Spice, TCAD 툴을 활용해 공정 시물레이션, 소자 시물레이션, DRAM 셀 검증 등을 진행해 특성을 분석했고, HFSS 툴을 이용해 기하학적 모델링, Boundary, Excitation 조건 설정, 주파수 분석을 진행했다”고 했습니다.

 

이어 “비트라인, 워드라인의 커패시턴스 및 Cb/Cs ratio의 계산을 진행해 검증했다”면서 “DRAM 셀 구조에서의 셀 트랜지스터 특성을 분석해 전기적 특성을 예측했고, 셀 트랜지스터의 Retention time과 Write time 성능을 검증했다”고 말했습니다.

 

 

무엇보다도 신기술이 상용화 가능성이 높다는 게 개발사가 강조하는 입장입니다.

 

윤기열 태성환경연구소 회장은 “이번에 개발된 셀 구조는 범용 DRAM의 용량 증가는 물론 HBM이나 3D DRAM의 용량 증가에도 활용될 수 있기 때문에 실용적으로 중요한 기술개발”이라고 말했습니다.

 

이어 그는 “기술개발은 (주)태성환경연구소 나노FAB기술개발센터의 연구원들과 협력 전문가 그룹의 UNIST 정홍식 교수, 울산대학교 김용수 교수, 오산대학교 김대영 교수, 부산대학교 이재현 교수 등의 자문을 받아 진행했고, 국내외에 특허출원 (국내 20건, 해외 10건) 중이고, 곧 등록될 예정”이라고 덧붙였습니다.

 

☞ 용어 설명

 

*3.5F2 DRAM 설계 및 검증에 활용한 툴

- HFSS: 고주파 전자기 해석 SW

- Virtuoso: 전자설계 자동화 SW

- TCAD: 반도체 공정 및 디바이스 최적화 SW

- LT-Spice: 아날로그 회로 설계 SW

- OrCAD: 전자회로 설계 및 시뮬레이션

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제해영 기자 helloje@hanmail.net

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자사앱 키우는 식품업계…수수료 줄이고 데이터 잡는다

자사앱 키우는 식품업계…수수료 줄이고 데이터 잡는다

2025.05.01 07:00:00

인더뉴스 장승윤 기자ㅣ식품업계의 생존 경쟁이 치열해지면서 자사앱 육성이 핵심 전략으로 떠올랐습니다. 배달앱 수수료 부담을 줄이는 것은 물론 충성 고객 확보와 고객 데이터 축적이라는 세 가지 효과를 동시에 노릴 수 있기 때문입니다. 배달앱 중심 구조에서 벗어나려는 시도가 본격화하고 있습니다. 30일 업계에 따르면 최근 배달 플랫폼 수수료 인상으로 가맹점주들의 부담이 커지고 있습니다. 업계 1위 배달의민족은 배달에 이어 이달 14일부터는 포장 주문에도 중개 수수료 6.8%를 부과하기 시작했습니다. 요기요도 포장 주문 시 7.7%의 수수료를 적용하고 있습니다. 플랫폼 측은 서비스 품질 향상 및 운영비 증가를 이유로 들고 있지만 자영업자와 소비자들의 반응을 냉랭합니다. 포장 주문까지 수수료 부담이 늘어나면서 대안을 찾는 움직임도 활발해지고 있습니다. 식품기업들은 이를 기회로 삼아 자사앱 혜택을 강화하며 소비자 유입을 적극 유도하고 있습니다. 배달앱의 강점이 편리성인 만큼 자사앱도 사용자 편의성 강화를 핵심으로 삼았습니다. 메뉴 주문을 쉽고 빠르게 할 수 있도록 인터페이스를 개편하고 멤버십 별 할인 혜택을 세분화했습니다. 소비자가 할인율을 체감할 수 있도록 프로모션 빈도도 높였습니다. 새단장 효과는 즉각 나타났습니다. bhc가 지난 2월 새롭게 선보인 뉴 bhc 앱은 출시 한 달 만에 회원 수가 40만명을 넘어섰습니다. 3단계 멤버십 서비스를 도입하고 퀵오더 기능, 간편 선물하기 등 기능을 추가해 고객 만족도를 높였다는 평가입니다. 리뉴얼 후 한 달간 자사앱을 통한 주문건수는 전년 동기 대비 4배 증가했습니다. 같은 시기 출시한 신메뉴 콰삭킹 인기도 앱 활성화에 한몫했습니다. 실제 콰삭킹 출시 이후 앱 주문량은 2배 이상 늘었습니다. bhc는 최근 선릉역 인근에 직영 매장 오픈과 함께 매장 내 QR 방식의 테이블오더 시스템, 자사앱 사전 예약 시스템을 도입하며 앱을 활용한 서비스를 확대하고 있습니다. bhc 관계자는 "치킨 업종 특성상 배달 주문 비중이 매우 높은데 배달앱 수수료로 인해 가맹점주의 부담이 증가하고 있다"며 "이에 따라 중개 수수료가 없는 자사앱을 강화해 가맹점주의 수수료 부담을 완화하는 것을 목표로 하고 있다"고 말했습니다. 배달앱 수수료 증가에 저렴한 수수료를 앞세운 공공배달앱도 다시 주목받고 있습니다. 서울시가 신한은행 등과 출시한 공공배달 서비스 '땡겨요'는 소비자에게 최대 30% 할인 혜택을 제공하며 수수료는 2% 이하입니다. 기존 3대 배달앱 수수료(최대 9.7~9.8%)와 비교하면 4분의 1 수준입니다. 땡겨요는 최초 가입자와 가입 후 주문 이력이 없는 이용자를 대상으로 두 번째 주문까지 사용할 수 있는 5000원 할인 쿠폰을 증정합니다. 서울시와 가맹 계약을 체결한 BBQ는 이달 30일까지 3000원 할인 쿠폰을 추가 제공해 총 할인금액을 8000원까지 높였습니다. BBQ 앱에서 이달 30일까지 신메뉴 마라핫 주문 시 '누누씨 부적카드' 증정 프로모션을 진행 중입니다. 신메뉴 효과에 방문객도 증가세입니다. 지난 2월 BBQ가 앱과 웹사이트에서 진행한 랜덤 치즈볼 증정 프로모션 3일 동안 자사앱 매출은 전주 동기보다 3배 이상 증가했고 같은 기간 신규 가입자는 3만명 늘었습니다. 교촌치킨 역시 자사앱 활용도를 높이고 있습니다. 4월 한 달간 월 2회 이상 주문해 KING 등급을 달성한 회원 중 추첨해 신메뉴 교촌후라이드 모바일 교환권을 제공합니다. 교촌치킨은 총 3단계로 멤버십을 운영하며 구매 포인트 2% 적립, 배달·포장 할인, 치즈볼 교환권 등 혜택을 제공하고 있습니다. 치킨 프렌차이즈업계는 자사앱이 가맹점 수익을 높이는 동시에 배달앱 의존도를 낮춰 독과점 구조를 견제하는 플랫폼으로 성장해주길 기대하고 있습니다. 카페 프렌차이즈도 자체 앱 활용 확대에 속도를 내고 있습니다. 이디야커피는 올해 1분기 자사앱 월간 활성 이용자 수(MAU)가 전년 동기보다 약 9% 증가했습니다. 앱 편의성을 개선하고 고객 참여형 프로모션을 확대한 게 주효했습니다. 4월 한 달 동안 픽업 주문을 한 고객 중 선착순 600명에게 아메리카노 즉시 할인 혜택을 제공하고 있습니다. 이디야커피는 자사앱을 통한 주문이 외부 플랫폼 대비 가맹점주들의 수수료 부담을 줄일 수 있어 수익성 향상에 도움이 될 것으로 보고 있습니다. 구독 서비스도 선보입니다. 오는 5월 1일부터 베타 테스트 형태로 론칭해 고객 맞춤형 혜택을 강화할 예정입니다. 식품기업과 가맹점주가 배달앱에 지출하는 수수료는 주문 당 10~20% 수준입니다. 가맹점주 입장에서 배달앱에 입점하면 빠르게 브랜드 인지도를 끌어올리고 대중에 쉽게 노출될 수 있다는 게 장점이지만 부담도 함꼐 가중될 수밖에 없는 구조입니다. 자사앱 강화는 이러한 배달앱 의존도를 낮추기 위한 전략적 의도로 해석할 수 있습니다. 식품업계 관계자는 "자사앱을 활용하면 이용자에게 특별한 혜택을 효과적으로 전달함으로써 브랜드 아이덴티티를 확립할 수 있다"며 "자사앱이 활성화되면 기업이 고객의 데이터를 확보하는 게 가능하고 이를 신메뉴 개발에 활용하는 등 비즈니스 모델을 정교화할 수 있기 때문에 자사앱을 키우려는 것"이라고 말했습니다.


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