3D X-DRAM, 개념 검증 HBM 대체 메모리 후보로 부상

NEO세미컨덕터가 3D X-DRAM의 개념 검증을 마쳤다. 3D 낸드와 유사한 구조를 D램에 적용해 기존 D램보다 최대 10배 높은 집적도를 노리는 방식이다. HBM처럼 적층 패키징에 의존하지 않으면서도 고대역·고용량 메모리 수요를 겨냥한다는 점에서, AI와 HPC용 차세대 메모리 후보군으로 올라섰다.

NEO Semiconductor says its 3D X-DRAM has completed proof-of-concept validation, positioning the technology as a potential high-density alternative to conventional DRAM and even parts of the HBM roadmap for AI and HPC systems.

3D X-DRAM이 개념 검증 단계에 들어섰다. NEO세미컨덕터는 자사가 개발 중인 차세대 메모리 구조의 POC를 완료했다고 밝혔다. 평면 구조의 기존 D램을 더 미세하게 깎아내는 대신, 3D 낸드와 유사한 방식으로 셀을 수직 집적해 용량 한계를 넘겠다는 구상이다. AI와 HPC 시장에서 메모리 병목이 심화하는 상황을 겨냥한 접근이다.

기술의 핵심은 구조 전환이다. HBM이 여러 개의 D램 다이를 수직 적층해 대역폭을 끌어올리는 방식이라면, 3D X-DRAM은 단일 다이 안에서 모놀리식에 가까운 3차원 구조를 구현한다. 적층 패키징과 복잡한 검증 공정에 크게 의존하는 HBM과 달리, 생산성과 집적도를 동시에 노리는 시도라는 점에서 결이 다르다.

NEO세미컨덕터는 1T1C와 3T0C를 비롯한 복수의 셀 구조를 제시하고 있다. 1T1C는 기존 D램과 HBM 로드맵에 맞닿는 고밀도 범용 구조에 가깝고, 3T0C는 AI와 인메모리 컴퓨팅처럼 전류 감지 기반 연산에 더 적합한 형태로 정리된다. 결국 3D X-DRAM은 단순한 범용 D램 대체재라기보다, 워크로드에 따라 다른 구조를 택할 수 있는 플랫폼형 메모리 개념에 가깝다.

가장 눈에 띄는 대목은 집적도다. 회사는 최대 512Gb급 구현과 함께 기존 D램 대비 10배 수준의 밀도 향상을 제시했다. AI 서버와 가속기 시장에서 메모리 경쟁은 이제 속도만이 아니라, 얼마나 많은 용량을 얼마나 작은 면적 안에 넣을 수 있느냐로 옮겨가고 있다. 그런 점에서 3D X-DRAM은 고용량 HBM의 빈틈을 겨냥한 기술로 읽힌다.

성능 지표도 제시됐다. 읽기·쓰기 지연시간은 10나노초 미만, 데이터 유지 시간은 85도에서 1초 이상, 내구성은 10¹⁴ 사이클 이상이라는 수치다. 특히 데이터 유지 시간은 기존 JEDEC 기준 64밀리초를 크게 웃도는 수준으로 제시됐다. 아직 상용 제품 단계와는 거리가 있지만, 적어도 구조적 가능성은 실험 단계에서 확인됐다.

제조 방식도 포인트다. NEO세미컨덕터는 3D X-DRAM이 기존 3D 낸드 인프라를 수정해 활용할 수 있다고 설명한다. 공정 전체를 새로 짜는 것이 아니라, 이미 구축된 낸드 기반 생산 역량을 일부 전환해 쓸 수 있다. 차세대 메모리 기술이 실험실을 넘어 산업으로 넘어가기 위해서는 성능보다 제조 호환성이 더 중요할 때가 많다. 3D X-DRAM이 주목받는 이유다.

배경에는 HBM의 한계가 있다. HBM은 AI와 HPC 시장의 핵심 메모리로 자리 잡았지만, 생산 난도가 높고 비용 부담도 크다. 적층 공정과 패키징, 테스트가 모두 복잡해 공급 확대에도 시간이 걸린다. 반면 3D X-DRAM은 D램의 생산 친화성과 HBM이 지닌 고용량 수요 대응을 동시에 노릴 수 있다. 

물론 갈 길은 멀다. 개념 검증은 어디까지나 출발점이다. 양산 수율, 장기 신뢰성, 실제 시스템 적용성, 컨트롤러와 패키징 호환성까지 넘어야 할 단계가 많다. 인텔이 ZAM 같은 유사 방향의 차세대 D램 구조를 검토하는 것도, 기존 메모리만으로 AI 인프라 수요를 감당하기 어려워졌다는 현실을 보여준다.

3D X-DRAM의 의미는 분명하다. AI 시대의 메모리 경쟁이 더 빠른 HBM만으로 해결되지 않는다는 점, 그리고 차세대 D램이 평면 미세화의 연장선이 아니라 구조 자체의 전환으로 갈 수 있다는 점을 동시에 보여준다. 개념 검증을 마친 지금 단계에서 단정은 이르지만, 차세대 서버 메모리 지형을 흔들 후보로 이름을 올리기에는 충분한 진전이다.