- ‘쌓고 쌓는’ 낸드 적층 경쟁…삼성전자, 7세대 V낸드 내년 양산

[디지털데일리 김도현 기자] 낸드플래시 적층 경쟁이 재개했다. 미국 마이크론에 이어 SK하이닉스가 차세대 제품을 공개했다. 업계 1위 삼성전자는 아직이다. 4~5위 업체의 반란이다.

낸드는 전원이 꺼져도 데이터가 저장되는 반도체다. 데이터 방대화로 고용량 낸드는 필수가 됐다. 메모리 업계는 낸드 단수를 높여 용량을 늘리고 있다. 미세공정 도입으로 데이터 저장소(셀) 간 간격이 좁아지면서 전자가 누설되는 간접현상 등이 발생해 단층으로는 고용량을 감당할 수 없는 탓이다.

기존 최대 단수는 128단이었다. 지난달 마이크론이 이를 넘어섰다. 176단 3차원(3D) 낸드를 싱가포르 팹에서 생산해 고객사에 납품 중이라고 밝혔다.

스콧 드보어 마이크론 부사장은 “마이크론은 176단 낸드로 업계에 새로운 기준을 세웠다. 레이어를 기존 제품(96단)보다 40% 높였다”고 설명했다. 마이크론은 모바일 기기 저장공간, 기업용 솔리드스테이트드라이브(SSD) 등에 176단 낸드를 적용할 방침이다.
다음 주자는 SK하이닉스다. 지난 7일 SK하이닉스는 176단 512기가비트(Gb) 트리플레벨셀(TLC) 4차원(4D) 낸드를 개발했다고 밝혔다. 해당 제품을 솔루션화하기 위해 지난달 컨트롤러 업체에 샘플을 제공했다.

SK하이닉스는 CTF(Charge Trap Flash)와 고집적 PUC(Peri Under Cell) 기술을 결합했다. 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.

양사는 ‘더블 스택’ 기술을 적용했다. 회로에 전류가 흐르는 구멍을 두 번에 나눠서 뚫는 방식이다. 가령 96단 낸드에 80단 낸드를 올려 176단을 만드는 개념이다. 업체마다 조합은 다르다.
삼성전자는 유일하게 100단 낸드 이상을 ‘싱글 스택’으로 처리할 수 있는 곳이다. 128단까지 해당 기술을 적용했다. 더블 스택 대비 공정 수와 재료를 줄여 원가 절감 효과가 있다. 최근 삼성전자 한진만 전무는 ‘투자자 포럼’에서 “현재 6세대 V낸드는 싱글로 128단을 쌓는데 단순 계산으로 더블을 적용할 경우 256단 적층이 가능하다”고 설명했다.

삼성전자도 차세대 제품은 더블 스택으로 처리할 계획이다. 지난달 29일 삼성전자는 3분기 실적 컨퍼런스콜에서 “7세대 V낸드도 일정대로 개발 중”이라며 “2021년 본격 양산이 계획돼 있다”고 밝혔다. 업계에 따르면 해당 제품은 160단 이상이 될 전망이다.

한편 시장조사업체 IHS마킷에 따르면 지난해 기준 낸드플래시 시장점유율은 삼성전자(35.9%) 키옥시아(19%), 웨스턴디지털(13.8%), 마이크론(11.1%), SK하이닉스(9.9%), 인텔(9.5%) 순이다.

<김도현 기자>dobest@ddaily.co.kr