[종합] SK하이닉스, 10나노 6세대 LPDDR6 D램 첫 개발…AI 스마트기기 겨냥

LPDDR5X 대비 데이터 처리 속도 33%↑ 전력 20% 이상 절감
기본 동작속도 10.7Gbps…온디바이스 AI 스마트기기 겨냥
상반기 양산 준비 완료 후 하반기 공급 예정

▲SK하이닉스가 10나노급 6세대(1c) 공정을 적용한 16Gb(기가비트) LPDDR6 D램을 개발하는 데 성공했다. (사진=SK하이닉스)

SK하이닉스가 10나노급 6세대(1c) 공정을 적용한 모바일용 D램 ‘1c LPDDR6’ 개발에 성공했다. 온디바이스 인공지능(AI) 확산에 맞춰 데이터 처리 속도와 전력 효율을 동시에 끌어올린 차세대 모바일 메모리다.

SK하이닉스는 10나노급 1c 공정을 적용한 16Gb(기가비트) LPDDR6 D램 개발을 완료했다고 10일 밝혔다. 올해 1월 미국 라스베이거스에서 열린 CES 전시에서 해당 제품을 공개한 데 이어 최근 세계 최초로 1c 공정 기반 LPDDR6 개발 인증을 마쳤다.

LPDDR은 스마트폰과 태블릿 등 모바일 기기에 쓰이는 저전력 D램 규격이다. 전력 소모를 줄이기 위해 저전압 동작 특성을 갖는다. 규격명에 LP(Low Power)가 붙으며 최신 규격은 LPDDR6로 1-2-3-4-4X-5-5X-6 순으로 개발됐다.

이번 제품은 온디바이스 AI 구현에 최적화된 것이 특징이다. 온디바이스 AI는 서버를 거치지 않고 기기 자체에서 AI 연산을 수행하는 방식으로 반응 속도가 빠르고 개인화된 서비스를 제공할 수 있다.

성능과 전력 효율도 크게 개선됐다. 데이터 처리 속도는 기존 제품인 LPDDR5X 대비 33% 향상됐다. 대역폭을 확대해 단위 시간당 전송 데이터량을 늘린 결과다. 기본 동작 속도는 초당 10.7Gbps(기가비트) 이상으로 기존 세대 최대 속도를 넘어선다.

전력 소비는 서브 채널 구조와 DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling) 기술을 적용해 기존 제품 대비 20% 이상 줄였다. 서브 채널 구조는 필요한 데이터 경로만 선택적으로 동작하도록 하는 방식이다. DVFS는 칩의 동작 상황에 따라 전압과 주파수를 조절해 성능과 전력 효율을 최적화하는 기술이다.

예를 들어 게임 등 고사양 환경에서는 DVFS를 높여 최대 대역폭으로 동작하고 평상시에는 전압과 주파수를 낮춰 전력 소비를 줄이는 방식이다. 소비자들이 이전보다 길어진 배터리 사용 시간은 물론, 최적의 멀티태스킹을 경험할 수 있을 것으로 기대된다.

SK하이닉스는 상반기 내 양산 준비를 마친 뒤 하반기부터 제품 공급을 시작할 계획이다. 시장 수요에 따라 글로벌 모바일 고객사의 요구에 맞춰 준비할 예정이다. 이를 통해 온디바이스 AI 구현에 최적화된 모바일 메모리 포트폴리오를 확대한다는 전략이다.

앞서 SK하이닉스는 2024년 세계 최초로 10나노급 6세대 1c 미세공정을 적용한 16Gb DDR5 D램을 개발한 바 있다. 10나노 초반의 극미세화된 공정인 1c 기술은 머리카락 두께의 1만분의 1 수준이다. 10나노급 D램 공정 기술은 1x-1y-1z-1a-1b-1c 순으로 개발된다.

1c D램 개발이 특별한 이유는 기술적 난도가 급격히 높아지는 분기점이기 때문이다. 단순히 회로를 미세하게 그리는 차원을 넘어 원자 단위의 물리적 한계, 전자 이동의 불확실성, 데이터 신호의 간섭 문제 등 수많은 난제가 여기서 발생한다. 이를 극복하기 위해 SK하이닉스는 광원의 파장이 짧아 더 세밀하게 회로를 그릴 수 있는 ‘극자외선(EUV)’ 노광 기술을 적극 도입하는 등 미세 패턴 형성의 정확도를 끌어올리며 1c 기술 개발에 성공했다.

1c 기술은 이전 세대보다 뛰어난 성능과 품질, 생산 효율성 등을 제공하며 또 다른 메모리 혁신을 이끌 것으로 전망된다. AI 메모리인 HBM을 비롯해 서버 및 데이터센터용 모듈, 모바일용 LPDDR, 그래픽용 GDDR 등 모든 차세대 D램 제품군에 적용될 수 있어 앞으로 시장에서의 파급 효과가 크다.

회사 관계자는 “AI 메모리 솔루션을 적시에 공급해 온디바이스 AI 사용자들에게 차별화된 가치를 제공하겠다”고 말했다.