2026년 10월 12일, 밍신치루이(MemSilicon)는 1TnR 기술 로드맵 기반의 1세대 고밀도·대용량 RRAM 칩 '타이산 1호(MountTai 2026)'의 테이프아웃을 완료했다고 발표했다.
'타이산 1호'는 MemSilicon이 1TnR 고밀도·대용량 신형 메모리 칩 기술을 초기 연구에서 Gb급 칩 제품화로 추진한 이정표이다. 이 기술 로드맵은 여러 개의 저항 변화 메모리 셀이 선택 트랜지스터를 공유함으로써 단위 면적당 저장 용량을 높이고, CMOS 플랫폼과 완전히 호환되는 후단 공정 통합 방식을 활용해 밀도, 용량, 비용을 모두 실현했다.
이 칩은 28nm CMOS 공정 플랫폼과 1T4R 셀 구조를 채택했으며, 단일 칩 용량은 1Gb, 밀도는 30Mb/mm²에 달하고, 접근 지연 시간은 20ns 미만이며, 온칩 하드웨어 오류 정정 회로를 통합해 대용량, 고밀도, 고속 판독 간의 협동적 돌파구를 마련했으며, 온칩 고밀도·대용량 신형 비휘발성 메모리 응용을 위한 국제적 경쟁력을 갖춘 솔루션을 제공한다.
현재 '타이산 1호'는 테이프아웃을 완료했으며, 검증을 진행 중이다.
'타이산 1호' 패키징 사진
01 수요 급증, 밀도·용량·공정 호환성의 최적해 필요
고성능 SoC에서 엠바디드 AI(具身智能), AI PC 등 지능형 단말에 이르기까지, 칩은 더 많은 가중치, KV Cache, 파라미터와 데이터를 수용하면서도 접근 지연, 전력 소모와 비용을 제어해야 한다. 메모리는 '담을 수 있어야' 할 뿐만 아니라, 제품 양산에 적합한 온칩 통합 조건 하에서 지속적으로 증가하는 용량 수요를 충족해야 한다.
서로 다른 메모리 기술은 각각의 장점과 제약이 있다. SRAM은 접근 속도가 빠르지만 메모리 셀 면적이 커서 밀도가 낮고, 임베디드 Flash는 프로그램과 데이터 저장의 중요한 역할을 담당하지만 로직 공정 미세화에 따라 집적 난이도가 증가한다. 비휘발성과 고밀도 집적 잠재력을 모두 갖춘 RRAM이 따라서 신형 메모리의 주류 기술 방안이 되었다.
공개 보도에 따르면, 현재 삼성, TSMC, GlobalFoundries 등 세계 주요 파운드리들이 RRAM을 첨단 공정 노드의 기술 로드맵에 포함시켰다. 그중 TSMC의 기술 로드맵은 RRAM을 12nm과 6nm 노드의 지원 범위에 포함시키는 것을 명확히 했다. 클라이언트 측면에서 인피니언은 28nm 노드의 마이크로컨트롤러에 RRAM 방안을 채택했다.
RRAM 시장, 특히 고밀도·대용량 수요 분야를 겨냥한 MemSilicon이 1TnR 로드맵을 적극 탐색하는 것은 제품 비용 절감 외에도 더 중요한 역할이 제한된 칩 면적에 더 많은 메모리 셀을 집적할 수 있어 더 큰 규모의 모델 파라미터 저장·연산 수요를 충족할 수 있기 때문이다.
02 1T1R에서 1T4R로, 기술 로드맵 최초 제창에서 첫 대용량 칩 테이프아웃까지
RRAM은 재료의 저항 상태 변화를 통해 정보를 저장하며, 전원이 꺼진 후에도 데이터를 유지할 수 있다. 흔히 볼 수 있는 1T1R 구조에서는 하나의 선택 트랜지스터가 하나의 저항 변화 메모리 셀에 대응한다. 트랜지스터는 선택과 접근 제어를 담당하고, 저항 변화 셀은 정보 저장을 담당한다.
저항 변화 셀의 크기가 축소됨에 따라, 선택 트랜지스터와 그 연결 구조가 차지하는 면적이 밀도를 계속 높이는 데 해결해야 할 문제가 되었다. 1TnR의 아이디어는 하나의 선택 트랜지스터가 여러 개의 저항 변화 메모리 셀에 대응하도록 하여 메모리 셀당 평균 트랜지스터 면적 비용을 줄이는 것이다.
CMOS 표준 공정과 호환되는 1TnR 기술 로드맵을 국제적으로 최초로 제창한 선도자로서, MemSilicon의 기술 축적은 중국과학원 류밍(刘明) 원사 팀에서 비롯되었다. 이미 2020년에 연구팀은 28nm 1T2R RRAM 연구를 공개한 바 있다.
'타이산 1호'는 1T4R 구조, 즉 하나의 선택 트랜지스터가 네 개의 저항 변화 메모리 셀에 대응하는 구조를 채택했다. 그러나 트랜지스터를 공유했다고 해서 메모리 셀 수의 밀도와 성능이 비례하여 증가하는 것은 아니다. 여러 메모리 셀 간의 비목표 전류 경로, 판독·기록 간섭, 그리고 서로 다른 동작 조건에서의 신뢰성은 모두 소자, 공정과 회로 설계의 공동 최적화를 통해 해결해야 한다.
1TnR 구조 대용량 RRAM 칩의 핵심 기술 과제를 두고, 이번에 출시된 '타이산 1호' 칩은 회로와 아키텍처 차원에서 일련의 자주 혁신 기술을 최초로 제안하고 검증했다. 음압 설계와 통합 리셋 회로 방법을 도입하여 어레이 누설 전류를 현저히 억제하고 칩 전력 소모를 낮추며 신뢰성을 향상시켰다. 다중 전압 도메인 워드라인 구동 회로를 설계하여 고전압·저전압 판독·기록 경로의 완전한 디커플링을 실현하고, 적응형 보호 바이어스 전압 기술을 제안하여 오기록 위험을 효과적으로 낮추고 기록 신뢰성을 전반적으로 향상시켰다. 온칩 적응형 팔로우 판독 회로를 개발하여 Gb급 대용량에서 1TnR이 직면한 판독 신뢰성과 판독 수율 문제를 극복했으며, 하드웨어 오류 정정 회로와 결합하여 '회로 적응형+하드웨어 오류 정정'의 이중 판독 보장 메커니즘을 구축했다.
28nm 후단 호환 공정을 기반으로 '타이산 1호'는 고성능, 고밀도, 고신뢰, 저전력의 종합적 우위를 겸비하여, 회사가 대용량 온칩 RRAM 칩의 핵심 회로 기술에서 체계적 돌파를 이루었음을 보여주며, 양호한 산업화 전망과 광범위한 응용 공간을 갖추고 있다.
03 정책에 호응, 3개 노선 병행 추진
지난 9월, 공업정보화부와 국가발전개혁위원회가 공동 발표한 '전자정보제조업 발전 15차 5개년(十五五) 계획'은 이미 저항 변화 메모리 등 신형 메모리 제품과 저장-연산 일체화 등 컴퓨팅 패러다임을 발전 방향에 포함시켰다.
핵심 팀이 중국과학원과 푸단대학 출신인 MemSilicon은 정책에 적극 호응하여 임베디드 메모리, 대용량 메모리 및 하이브리드 저장-연산 등 수요를 중심으로 자체 개발 제품 체계를 지속적으로 강화하고 있다.
첫 번째 제품 라인은 임베디드 RRAM IP로, 디스플레이 드라이버, 마이크로컨트롤러, SSD 컨트롤러 및 보안 칩 등 응용을 겨냥하여 임베디드 RRAM IP를 제공하며, 이미 고객 환경에 진입해 응용 규모를 확대하고 있다.
두 번째 제품 라인은 고밀도·대용량 RRAM으로, 집적 밀도 향상, 단일 칩 용량 확장 및 스탠드얼론 제품 형태 완비를 중심으로 1TnR 등 서로 다른 구조와 더 나아가 3차원 집적, 그리고 AI 추론 관련 메모리 수요를 더 탐색하고 있다.
세 번째 제품 라인은 RRAM과 DRAM을 결합한 하이브리드 저장-연산으로, 엠바디드 AI, AI PC 및 기타 단말 측 추론 시나리오를 겨냥하여 하이브리드 3차원 집적을 통해 서로 다른 메모리 기술과 연산 유닛의 협동 방식을 탐색하고, 데이터 이동 경로를 단축하며, 용량, 대역폭과 에너지 소모 간의 최적 균형을 얻고자 한다.
전체적으로 볼 때, 정책의 순풍과 기술적 돌파의 이중적 견인 하에, MemSilicon은 자주 혁신적인 신형 메모리 역량으로 중국 저장-연산 기반을 튼튼히 다지는 데 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.