메모리반도체 (memory)
정의
정보를 저장하는 용도로 사용되는 반도체.
개설
반도체는 메모리 반도체와 비메모리 반도체로 구분된다. 메모리 반도체는 정보를 저장하는 용도로 사용되는 반면, 비메모리 반도체는 연산이나 논리와 같은 정보처리를 목적으로 사용된다.
메모리 반도체는 다시 램(random access memory, RAM)과 롬(read only memory, ROM)으로 구분된다. 램은 정보를 기록하는 것은 물론 기록된 정보를 읽거나 바꿀 수 있는 반면, 롬은 기록된 정보를 읽을 수만 있고 기록하거나 바꿀 수 없다.
대표적인 램에는 S램(static RAM)과 D램(dynamic RAM)이 있다. S램은 전원이 끊어지지 않는 한 기록된 정보를 유지하는 반면, D램은 일정한 시간이 지나면 기록해 둔 정보가 저절로 없어지는 특성을 가지고 있다. 한편, 플래시 메모리(flash memory)는 전원이 끊긴 뒤에도 정보가 계속 남아 있는 반도체로 램과 롬의 중간 형태에 해당된다.
연원 및 변천
우리나라의 반도체산업은 1960년대 중반에 시작된 후 1980년대 이후에 D램을 중심으로 급속히 성장하였다. 특히, 삼성은 64K D램부터 시작하여 선진국을 급속히 추격한 후 1992년부터 D램에서, 1993년부터는 메모리 반도체에서 세계 1위를 기록하고 있다. 우리나라 전체로는 1998년부터 D램에서, 2000년부터 메모리 반도체에서 세계 1위가 되었다.
우리나라의 반도체산업은 1965년에 미국의 중소기업인 코미(Komy)가 트랜지스터를 조립하기 위한 합작회사를 설립하면서 시작되었다. 이어 페어차일드(Fairchild), 모토롤라(Motorola), 도시바(Toshiba) 등과 같은 세계적인 기업들이 투자함으로써 우리나라의 반도체산업은 성장의 국면을 맞이하게 되었다.
당시에 외국인 투자회사는 모든 자재를 수입하여 이를 조립한 후 수출하는 방식을 취하고 있었다. 따라서 우리나라는 값싼 노동력을 제공하는 생산기지에 불과했던 것이다.
국내 기업으로는 1970년에 금성사와 아남산업이 반도체 조립을 시작하였다. 이어 1974년 10월에 설립된 한국반도체는 단순 조립을 넘어 웨이퍼를 가공하는 데 도전하였다. 그러나 한국반도체는 생산 경험의 미비와 재무 상황의 악화로 상당한 어려움을 겪었고 1974년 12월에 삼성은 한국반도체의 주식을 매입함으로써 반도체산업에 진출하였다.
그 후 삼성은 전자 손목시계와 컬러텔레비전에 사용되는 트랜지스터와 집적회로를 국산화하는 데 성공하였다. 1980년대 초반부터 삼성, 현대, 금성(현 LG) 등과 같은 대기업들의 적극적인 참여를 배경으로 본격적으로 성장하기 시작하였다.
국내의 대기업들은 전자산업의 불황을 극복하기 위한 방안으로 반도체에 주목하면서 대규모 투자를 계획하였고, 정부도 1981년 9월에 반도체 육성 장기 계획(1982∼1986년)을 수립하면서 전자산업의 육성이 반도체 부문에 집중될 것이라고 강조하였다.
이는 전자제품에 널리 사용되는 반도체를 대부분 일본에서 수입하고 있었기 때문에 반도체기술의 자립이 없이는 전자산업의 발전이 어렵다고 판단하였기 때문이다. 여기에는 일본의 대기업들이 반도체에 집중적으로 투자하여 미국에 필적하는 성과를 거둔 것도 상당한 자극으로 작용하였다.
삼성은 D램을 주력 품목으로 선정한 후 1983년 11월과 1984년 10월에 64K D램과 256K D램을 잇달아 개발하여 선진국과의 기술격차를 5년 내외로 단축하였다. 64K D램은 선진국으로부터의 기술도입을 바탕으로 개발되었고, 256K D램의 경우에는 기술도입과 자체 개발이 병행되었다.
현대는 1985년까지 S램과 롬에 집중했지만 1986년부터 D램에 집중하기 시작했고, 금성도 비슷한 시기에 D램 중심의 투자전략을 수립하였다.
삼성은 1986년 7월과 1988년 2월에 1M D램과 4M D램을 자체적으로 개발함으로써 선진국을 급속히 추격하였다. 1M D램의 경우에는 N-MOS에서 C-MOS로 설계를 변경하였고, 4M D램에서는 트렌치(trench) 방식 대신에 스택(stack) 방식을 선택했던 것이다.
특히, 스택 방식은 4M D램은 물론 이후의 제품에서도 기술 주류를 형성함으로써 트렌치 방식을 택한 업체들은 2군으로 밀려나고 스택 방식을 택한 업체들은 1군으로 자리 잡는 결과를 가져왔다.
당시 선진국의 견제가 강화되면서 특허권 침해 소송을 당하기도 했는데, 이에 대응하여 4M, 16M, 64M, 256M D램의 경우에는 산·학·연 협동을 바탕으로 독자적 기술을 개발하기 위해 국가공동연구개발사업으로 추진되었다.
국가공동연구개발사업은 참여기업의 본격적인 연구개발 활동을 촉진하는 데 크게 기여했으며, 삼성으로부터 현대와 금성으로 기술이 이전되는 효과도 낳았다. 그것은 현대전자와 LG반도체가 1990년대 이후에 세계적인 반도체업체로 성장할 수 있는 밑거름으로 작용하였다.
삼성은 1990년 8월에 16M D램을 선진국과 비슷한 시기에 개발한 후 1992년 9월에는 64M D램을 세계 최초로 개발하였다. 1990년대 중반부터 삼성은 제품다각화의 일환으로 플래시 메모리에도 집중적으로 투자했다.
삼성은 노어(nor)형과 낸드(nand)형 중에 후자를 선택한 후 1996년에 64M, 1999년에 256M, 2001년에 1G, 2003년에 4G 제품을 잇달아 개발했으며, 2003년에는 플래시 메모리에서 세계 최고의 기업으로 부상하였다.
의의 및 평가
우리나라의 반도체산업은 ‘신화’라는 표현이 자주 사용될 정도로 급속히 성장해왔다. 그러나 우리나라의 반도체산업이 직면하고 있는 문제도 많다. 무엇보다도 우리나라가 메모리 분야에서는 세계 최고이지만, 비메모리 분야에서는 매우 취약하다는 점을 들 수 있다. 이와 함께 반도체 재료와 장비를 과도하게 외국에 의존하고 있는 문제점도 가지고 있다.
참고문헌
『세계 1위 메이드 인 코리아』(최영락·이은경, 지성사, 2004)
「추격에서 선도로: 삼성 반도체의 기술발전 과정」(송성수, 『한국과학사학회지』30, 2008)
관련 미디어
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