"HBM 다음은 없다"... 일본이 옥상옥으로 숨겨둔 '메모리 금기' FeRAM의 기습

지난 수십 년간 전 세계 메모리 시장을 지배해온 디램과 낸드플래시 체제가 일본발 기술 혁명으로 인해 거대한 도전에 직면했다. 일본의 반도체 기업 르네사스와 도쿄대 연구진은 최근 강유전체 메모리인 FeRAM의 상용화 난제를 해결하며 차세대 에지 AI 시장의 주도권 탈환을 선언했다. 이 기술은 전원이 꺼져도 데이터가 사라지지 않으면서도 디램에 육박하는 빠른 처리 속도를 동시에 구현해낸 것이 특징이다.

일본의 경제 전문 매체 니케이 아시아가 3월 25일 전한 바에 따르면 일본 경제산업성이 주도하는 차세대 반도체 전략의 핵심 병기인 FeRAM은 기존 메모리 대비 전력 소모를 90% 이상 줄이면서도 수명은 10배 이상 늘리는 데 성공했다. 인공지능이 기기 자체에서 구동되는 온디바이스 AI 시대에 가장 큰 걸림돌은 전력 소모였는데, FeRAM은 강유전체의 물리적 특성을 활용해 이 문제를 정면으로 돌파했다. 이는 배터리 수명이 생명인 모바일 기기와 자율주행차 분야에서 한국산 메모리를 퇴출할 강력한 유인으로 작용하고 있다.


이번 FeRAM 상용화의 성공 배경에는 일본이 전통적으로 강세를 보여온 소재 공학 기술이 자리 잡고 있다. 일본 연구진은 그간 FeRAM의 최대 약점으로 꼽혔던 반복 기록 시의 내구성 문제를 특수 강유전체 박막 소재 개발을 통해 극복했다. 이는 단순한 기술 개발을 넘어 일본 정부가 추진해온 반도체 부활 전략인 라피더스 프로젝트와 궤를 같이하며 한국 메모리 산업을 정조준하고 있다.

FeRAM은 구조적으로 낸드플래시보다 작고 빠르며 수명이 길다는 장점을 가진다. 현재는 용량 확대 측면에서 한국 기업들의 적층 기술이 앞서 있으나 에지 컴퓨팅용 소형 고성능 메모리 시장에서는 FeRAM이 낸드를 빠르게 대체할 가능성이 크다. 특히 자동차용 반도체 시장에서는 신뢰성과 저전력이 최우선 가치인 만큼 일본 기업들의 시장 점유율 확대가 가속화될 것으로 전망된다.


일본의 이번 도발은 한국 반도체 산업에 중대한 경고음을 울리고 있다. 단순히 미세 공정 경쟁에 매몰될 것이 아니라 FeRAM과 같은 차세대 비휘발성 메모리에 대한 원천 기술 확보와 양산 체제 구축이 시급하다는 지적이다. 하드웨어 제조 경쟁력을 바탕으로 새로운 메모리 아키텍처를 선제적으로 표준화하는 전략만이 일본의 역습을 막아낼 유일한 길이다.


이교관 글로벌이코노믹 기자 haedang@g-enews.com