- 512기가비트 TCL 제품…마이크론 이어 두 번째로 176단 도달

[디지털데일리 김도현 기자] SK하이닉스가 낸드플래시 강화에 속도를 낸다. 인텔 낸드 사업을 인수한 데 이어 최고층 제품도 개발 완료했다.

7일 SK하이닉스(대표 이석희)는 176단 512기가비트(Gb) 트리플레벨셀(TLC) 4차원(4D) 낸드를 개발했다고 밝혔다. 해당 제품을 솔루션화하기 위해 지난달 컨트롤러 업체에 샘플을 제공했다.

앞서 마이크론은 176단 3D 낸드 양산을 시작했다고 발표했다. 해당 제품은 마이크론의 싱가포르 팹에서 생산해 고객사에 납품되고 있다.

SK하이닉스는 96단 낸드플래시부터 CTF(Charge Trap Flash)와 고집적 PUC(Peri Under Cell) 기술을 결합한 4D 제품을 시장에 선보이고 있다. CTF는 전하를 부도체에 저장, PUC는 셀 영역 하부에 셀 작동을 관장하는 주변부 회로를 배치하는 방식이다. 2D 및 3D 낸드는 셀 영역 옆에 주변부 회로를 배치했다면 4D는 하단부로 옮겨 효율을 극대화했다.

이번에 개발한 176단 낸드는 3세대 4D 제품이다. 업계 최고 수준의 웨이퍼당 생산 칩 수를 확보했다. 비트 생산성은 이전 세대보다 35% 이상 향상돼 차별화된 원가경쟁력을 갖출 수 있게 됐다.

2분할 셀 영역 선택 기술을 새롭게 적용해 셀에서의 읽기 속도는 이전 세대보다 20% 빨라졌다. 이는 반도체가 정보를 쓰고 읽기 위한 문 역할을 하는 ‘워드라인’에 연결된 셀을 기존 대비 절반으로 분할해 저항을 낮추는 기술이다. 워드라인의 공정 수 증가 없이 속도를 높일 수 있는 기술도 적용해 데이터 전송 속도는 33% 개선된 1.6기가비피에스(Gbps)를 구현했다.

내년 중반 SK하이닉스는 최대 읽기 속도 약 70%, 최대 쓰기 속도 약 35%가 향상된 모바일 솔루션 제품을 시작으로 소비자용 솔리드스테이트드라이브(SSD)와 기업용 SSD를 순차적으로 출시할 예정이다. 응용처별 시장을 확대 차원이다. 176단 4D 낸드 기반으로 용량을 2배 높인 1테라비트(Tb) 제품도 개발할 계획이다.

낸드는 층수가 높아지면서 셀 내부의 전류 감소, 층간 비틀림 및 상하 적층 정렬 불량에 따른 셀 분포 열화 현상 등이 발생하게 된다. SK하이닉스는 ▲셀 층간 높이 감소 기술 ▲층별 변동 타이밍 제어 기술 ▲ 초정밀 정렬 보정 등 기술을 도입해 관련 문제들을 해결했다.

SK하이닉스 낸드개발 최정달 담당은 “낸드 업계는 집적도 향상과 생산성 극대화를 동시에 달성하기 위해 기술 개발에 매진하고 있다”며 “SK하이닉스는 4D 낸드의 개척자로서 업계 최고의 생산성과 기술력으로 낸드플래시 시장을 선도해 나갈 것”이라고 말했다.

한편 SK하이닉스는 지난 10월 옵테인 사업을 제외한 인텔 MSG 인수합병(M&A)을 발표했다. 2025년 3월 완료가 목표다. 인수대금은 90억달러(약 10조2400억원)다. 규제 당국 승인 직후 70억달러 최종 완료 후 20억달러를 분할 지급한다.

<김도현 기자>dobest@ddaily.co.kr