(Schematic illustration of a spin-orbit torque MRAM cell, where a tungsten layer generates spin currents to switch the magnetic state. Credit: Yen-Lin Huang, NYCU.)
자기 저항 메모리(Magnetoresistive random-access memory, MRAM)는 오래 전부터 꾸준하게 차세대 메모리 후보로 거론되어 왔습니다. D램 만큼 빠르고 낸드플래시 메모리처럼 데이터를 오래 저장할 수 있어 결국은 미래 통합 메모리가 될 것으로 기대하는 시각이 많습니다. 하지만 실제 사용화 사례는 제한적으로 삼성전자나 에버스핀 같은 일부 회사에서 제조하고 있으나 현재까지는 틈새 시장을 공략하는데 그치고 있습니다. 가격이 아직은 너무 비싸고 용량이 작아 임베디드 시스템 등 특수 목적에 밖에 사용할 수 없기 때문입니다.
현재 주도적인 MRAM 기술은 STT-MRAM (Spin-transfer Torque Magnetoresistive RAM)이지만, 과학자들은 다른 방법도 도전하고 있습니다. 대만의 국립 양밍 자오퉁 대학, TSMC, 산업 기술 연구소 (National Yang Ming Chiao Tung University, the Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, the Industrial Technology Research Institute)의 공동 연구팀은 spin-orbit torque magnetic random-access memories (SOT-MRAMs)라는 새로운 MRAM의 프로토타입을 개발했습니다.
SOT-MRAM은 저전력, 고속 비휘발성 메모리를 목표로 개발되었는데, 텅스턴 층에 전자의 스핀 현상을 이용한다고 하니다. 덕분에 1ns 만에 스핀을 뒤집을 수 있어 매우 빠르다는 것이 연구팀의 설명입니다. 또 이 과정에 들어가는 에너지도 적어 에너지 효율이 매우 높습니다. 마지막으로 10년 정도 아주 오랜 시간 데이터를 저장할 수 있어 저장 장치로 쓰기에도 적합합니다.
다만 현재 개발한 프로토타입은 64kb 급으로 실제 상용화를 위해서는 용량을 크게 높여야 할 것으로 보입니다. 연구팀의 주장으로는 기존의 반도체 생산 시설에서 생산이 쉬울 것이라고 하는데, 과연 실제 상용화까지 개발을 진행할 수 있을지 주목됩니다.
참고
https://techxplore.com/news/2025-10-generation-memory-tungsten-based-sot.html#google_vignette
Yen-Lin Huang et al, A 64-kilobit spin–orbit torque magnetic random-access memory based on back-end-of-line-compatible β-tungsten, Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01434-x.
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