4D낸드플래시 '300단' 시대 열어
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SK하이닉스는 높게 쌓을수록 더 좋은 성능과 효율을 낼 수 있는 낸드플래시 영역에서 세계 최초로 300단 이상 쌓아 올린 샘플을 공개했다. 삼성전자도 업계 최고 성능의 8세대 V낸드 기반 데이터센터용 SSD(솔리드 스테이트 드라이브)를 포함한 차세대 메모리 솔루션을 대거 선보였다.
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8일(현지시간) SK하이닉스는 미국 캘리포니아주 산타클라라에서 개막한 '플래시 메모리 서밋(FMS) 2023'에서 321단 1Tb(테라비트) TLC 4D 낸드플래시 개발 경과를 발표하고 개발 단계의 샘플을 첫 전시했다. 2021년 176단을 양산한 지 불과 2년만에 두배 가까이 층수를 높였다. 정식 양산은 2025년이다.
SK하이닉스 관계자는 "양산중인 현존 최고층 238단 낸드를 통해 축적한 기술력을 바탕으로 321단 낸드 개발을 순조롭게 진행하고 있다"며 "적층 한계를 다시 한번 돌파해 SK하이닉스가 300단대 낸드 시대를 열고 시장을 주도할 것"이라고 전했다. 불과 5~6년전만 해도 반도체 전문가들 사이에선 200층을 적층의 한계로 내다봤지만 결과적으로 SK하이닉스는 올해 238단 양산에 들어갔고 이번에 300단 이상 쌓는 기술에 성공했다고 공개하기에 이르렀다.
낸드 플래시는 데이터가 다 휘발 되는 D램과는 달리, 전원을 꺼도 저장한 내용이 그대로 남아 있는 메모리다. 낸드는 기본 저장 단위인 '셀'을 수직으로 쌓아 올리는 기술력이 중요한데, 적층 단수가 높을수록 좁은 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있고 전력 소모도 줄일 수 있어서다. 비싼 땅(웨이퍼) 위에 더 높게 빌딩(셀)을 쌓아 올리는 개념으로 보면 된다.
회사마다 공정 방식에 차이가 있어 낸드를 높게 쌓는 게 무조건적인 성능 우위를 의미하는 건 아니지만, 업계에선 장기적으로 제조 단가를 낮춰 HDD 대체 시기를 앞당길 중요 열쇠 중 하나로 보고 있다.
강성철 한국반도체디스플레이기술학회 연구위원은 "단을 높이 쌓을 수록 용량이 늘어나고 단위 면적당 전력 소모 등 낸드 플래시 기능이 좋아진다"면서 "쌓지 않고 옆으로 늘리면 웨이퍼 면적을 늘려야 하기 때문에 관련 장비나 소재를 다 바꿔야 하고 생산 효율이 매우 떨어진다"고 했다. 강 연구위원은 "때문에 낸드 플래시 회사들이 기를 쓰고 층 쌓기 경쟁을 하는 것"이라고 전했다.
