한국, 차세대 AI 메모리 '강유전체 소자' 특허출원 세계 1위...삼성·SK하이닉스 글로벌 톱3 진입

지식재산처 분석 결과, 한국이 12년간 출원량 43.1%·연평균 증가율 18.7%로 모두 1위 차지

[한국정보기술신문] 한국이 차세대 인공지능 메모리의 핵심 기술인 강유전체 소자 분야에서 특허출원 세계 1위를 차지했다. 출원량과 증가율 모두에서 압도적 우위를 보이며 차세대 메모리 기술을 선도하고 있는 것으로 나타났다.

지식재산처는 최근 12년간 선진 5개 지식재산기관에 출원된 강유전체 소자 분야 특허를 분석한 결과, 한국이 출원량 43.1%로 1위를 차지했다고 18일 밝혔다. 한국은 2012년부터 2023년까지 총 395건을 출원해 2위 미국 28.4%, 3위 일본 18.5%를 크게 앞섰다. 연평균 증가율도 한국이 18.7%로 가장 높았다. 중국이 14.7%, 미국이 12.5%로 뒤를 이었다. 일본은 같은 기간 연평균 19.8% 감소세를 보였다.

강유전체는 전기장을 가하지 않아도 전기 분극을 유지해 비휘발성을 제공하는 유전체 물질이다. 분극 전환으로 빠른 전하 응답 속도를 실현한다. 강유전체를 활용한 소자는 기존 반도체 설비를 그대로 활용할 수 있어 새로운 설비 투자 없이도 생산이 가능하다. 나노미터 수준의 얇은 두께에서도 강유전 특성이 유지되는 미세화 성능으로 기존 소재의 물리적 한계를 극복하고 있다.

삼성전자·SK하이닉스 기술 선도

주요 출원인으로는 삼성전자가 27.8%로 1위를 차지했다. 삼성전자는 12년간 255건을 출원했다. 2위는 미국 인텔이 21.0%로 193건을 출원했다. SK하이닉스가 13.4%로 123건을 출원해 3위에 올랐다. 대만 TSMC가 10.1%로 93건, 대만 NANYA가 5.3%로 49건을 출원했다.

특히 최근 3년간 삼성전자가 139건, SK하이닉스가 86건을 출원해 1위와 2위를 차지했다. 한국이 전 세계 AI 메모리용 강유전체 소자의 연구개발을 주도하고 있음을 보여준다.

시장 전망 밝아

관련 메모리 시장도 빠르게 성장하고 있다. 글로벌 3D NAND 플래시 메모리 시장은 2024년 218억 달러에서 연평균 21.8% 성장해 2034년 1,494억 달러에 달할 전망이다. 강유전체 메모리 시장도 2021년부터 연평균 3.8%씩 성장해 2028년 3.8억 달러 규모를 형성할 것으로 예상된다.

강유전체 재료 중 하프니아는 기존 공정과 호환성이 높아 고집적화 및 상용화에 유리하다. 이러한 공정 호환성과 미세화 성능으로 인해 강유전체 소자는 고집적 인공지능 칩 제작에 최적의 조건을 제공한다. 차세대 인공지능 메모리 산업을 선도할 핵심 소재로 자리매김하고 있다.

지식재산처 김희태 반도체심사추진단장은 "강유전체 소자 분야의 기술 성숙도가 높아짐에 따라 상용화 기술선점을 위한 특허권 확보경쟁이 치열해지고 있다"고 말했다. 그는 "우리 기업이 차세대 AI 메모리 기술 분야를 주도해 나갈 수 있도록 과학기술정보통신부, 산업통상부 등 관련기관과 협력체계를 구축하고 특허분석 결과를 산업계와 공유하는 등 적극 지원하겠다"고 밝혔다.

한국정보기술신문 정보통신분과 송유찬 기자 news@kitpa.org