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모바일 낸드 '新표준' 제정…삼성·SK, AI 스마트폰 공략 속도

모바일용 차세대 낸드 표준이 정해졌다. 기존 대비 고용량 메모리 구현에 용이한 성능으로, 향후 AI 스마트폰 등에서 활용도가 증가할 것으로 기대된다. 삼성전자, SK하이닉스도 관련 기술에 깊은 관심을 기울이고 있는 것으로 전해진다. 11일 업계에 따르면 국제반도체표준화기구(JEDEC)는 최근 'UFS 4.1'에 대한 표준을 발표했다. UFS는 유니버설 플래시 스토리지의 약자다. 스마트폰, 태블릿 PC 등 모바일 기기에 초점을 맞춘 낸드 제품으로, 전력 효율성과 신뢰성을 높인 것이 특징이다. 2011년 첫 표준이 제정돼, 현재까지도 고부가 제품에 적극 채용되고 있다. UFS는 1.0을 시작으로 꾸준히 표준이 개선돼, 지난 2022년 4.0 버전까지 제정됐다. 나아가 JEDEC은 지난해 말 차세대 표준인 UFS 4.1와 이에 호응하는 인터페이스를 만들고, 이달 구체적인 성능을 공개했다. UFS 4.1은 더 효율적인 메모리 관리와 시스템 처리량을 높일 수 있는 신규 기능이 도입됐으며, 승인되지 않은 데이터의 접근을 방지하는 RPMB(보호된 메모리 블록 재생) 인증이 적용됐다. 특히 UFS 4.1은 메모리 회로 성능 강화를 위해 정밀도가 높아졌다. 이를 통해 QLC(쿼드레벨셀) 구현을 위한 길이 마련됐다는 것이 JEDEC의 설명이다. 낸드는 셀(메모리를 저장하는 최소 단위) 하나에 비트(Bit)를 얼마나 저장하는지에 따라 SLC(싱글레벨셀; 1개)·MLC(멀티레벨셀; 2개)·TLC(트리플레벨셀; 3개)·QLC 등으로 나뉜다. QLC가 더 많은 비트를 저장하므로, 고용량 제품 구현에 용이하다. 다만 기술적 난이도 역시 높다. 현재 IT 산업은 AI 기술의 발달로 더 많은 데이터 저장 및 처리를 요구하고 있다. 때문에 데이터센터용 SSD(eSSD) 산업에서는 이미 QLC 낸드가 각광받는 추세다. 삼성전자·애플이 차세대 스마트폰에 온디바이스AI 성능을 강화하고 있는 만큼, 모바일 낸드 시장에서도 향후 QLC가 채택될 것으로 기대된다. 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 기업들도 이번 UFS 4.1 표준 제정에 관심을 기울이고 있다. 현재웅 삼성전자 상무는 "UFS는 고성능 및 저전력 소모, 소형 패키지를 제공하는 메모리로 에지 AI와 모바일·자동차 산업에 적합하다"며 "UFS 4.1에 도입된 개선 사항은 UFS의 성능과 보안, QLC 지원 등을 개선하는 데 효과적"이라고 말했다. 윤재연 SK하이닉스 부사장은 "UFS 4.1은 단순한 스토리지 솔루션이 아니라 차세대 AI 기반 모바일 혁신의 촉매제"라며 "보안을 크게 강화하고 지연 시간을 최소화함으로써 온디바이스AI가 사용자 경험의 새로운 차원에 도달할 수 있도록 지원한다"고 밝혔다. 실제로 SK하이닉스는 지난해 하반기 V9(9세대) TLC 낸드 기반의 UFS 4.1 샘플을 선제적으로 공개한 바 있다. V9은 SK하이닉스의 낸드 중 가장 최근 상용화된 낸드로, 적층 수는 321단이다.

2025.01.11 15:00장경윤

SK하이닉스 자회사 솔리다임, 소비자용 SSD 시장 철수…AI용 낸드 집중

SK하이닉스 자회사 솔리다임이 지난해 말 소비자용 SSD 제품을 단종했다. 인공지능(AI) 산업 성장세에 맞춰 데이터센터용 고용량 SSD 사업에 집중하기 위한 전략으로 풀이된다. 3일 업계에 따르면 솔리다임은 소비자용 SSD 출하를 중단하고 데이터센터용 eSSD 사업에 집중할 계획이다. 솔리다임은 소비자용 SSD 제품군으로 'P44 프로', 'P41 플러스' 등을 제공해 왔다. 그러나 솔리다임은 지난해 10월께 이들을 비롯한 소비자용 SSD 제품을 모두 단종시켰다. 최근 공식 홈페이지에도 이 같은 사실을 명시했다. 솔리다임은 이번 소비자용 SSD 단종을 통해 AI 데이터센터 사업 강화에 역량을 집중할 것으로 관측된다. 현재 SSD 시장은 스마트폰·PC 등 IT 수요 부진으로 극심한 가격 하락 압박을 받고 있다. 그러나 AI 데이터센터용 고성능, 고용량 SSD 수요는 비교적 견조한 흐름을 유지하고 있다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 전체 낸드의 ASP(평균판매가격)는 지난해 4분기에 전분기 대비 3~8% 하락하고, 올 1분기에도 10~15%의 하락이 예상된다. 반면 eSSD는 지난해 4분기 가격이 0~5% 상승하고, 올 1분기 5~10% 수준으로 하락할 전망이다. 이에 SK하이닉스는 솔리다임을 중심으로 AI 데이터센터용 QLC(쿼드레벨셀) 제품 개발에 주력해 왔다. QLC는 데이터를 저장하는 최소 단위인 셀 하나에 4비트를 저장하는 방식이다. 1비트 저장은 SLC, 2비트는 MLC, 3비트는 TLC 등으로 불린다. QLC는 이들에 비해 데이터를 더 많이 저장할 수 있어, 막대한 양의 데이터 처리가 필요한 AI 산업에서 각광받고 있다. 지난해 12월에도 SK하이닉스는 QLC 기반의 61TB(테라바이트) eSSD인 'PS1012 U.2' 공개하며 "당사와 솔리다임은 QLC 기반 고용량 SSD 라인업을 강화해 AI 낸드 솔루션 분야 기술 리더십을 확고히 하고 있다"고 밝힌 바 있다. 이와 관련, 솔리다임 관계자는 "지난해 P41 플러스와 P44 프로 제품을 마지막으로 소비자용 SSD 제품 라인업을 단종했다"며 "AI용 고용량 eSSD 제품 시장을 선도하고 있는 솔리다임은 향후 데이터센터용 SSD 제품에 집중할 예정"이라고 말했다. 한편 SK하이닉스는 지난 2020년 10월 인텔의 낸드 사업부를 약 11조원에 인수하기로 하고, 사명을 솔리다임으로 변경했다. 1차 대금은 지난 2021년 지급 완료했으며, 남은 2차 대금은 올해 3월까지 지급할 예정이다.

2025.01.03 10:10장경윤

SK하이닉스, AI 데이터센터용 61TB SSD 개발완료

SK하이닉스가 AI 데이터센터용 고용량 SSD(솔리드 스테이트 드라이브) 제품인 'PS1012 U.2(이하 PS1012)' 개발을 완료했다고 18일 밝혔다. U.2는 SSD의 형태를 칭하는 폼팩터의 일종이다. 2.5인치 크기의 SSD로 주로 서버나 고성능 워크스테이션(Workstation)에서 사용된다. 대용량 저장과 높은 내구성을 특징으로 한다. SK하이닉스는 "AI 시대의 본격화로 고성능 기업용 SSD(eSSD)의 수요가 급격히 늘고 있고, 이를 고용량으로 구현할 수 있는 QLC(쿼드레벨셀) 기술이 업계 표준으로 자리 잡고 있다"며 "이런 흐름에 맞춰 당사는 이 기술을 적용한 61TB(테라바이트) 제품을 개발해 시장에 선보이게 됐다"고 설명했다. 낸드플래시는 한 개의 셀(Cell)에 몇 개의 정보(비트 단위)를 저장하느냐에 따라 SLC(1개)-MLC(2개)-TLC(3개)-QLC(4개)-PLC(5개) 등으로 규격이 나뉜다. 정보 저장량이 늘어날수록 같은 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다. 앞서 SK하이닉스는 QLC 기반 eSSD를 세계 최초로 상용화한 자회사 솔리다임(Solidigm)을 중심으로 AI 데이터센터용 SSD 시장을 이끌어 왔다. 회사는 PS1012의 개발로 균형잡힌 SSD 포트폴리오를 구축하게 돼 양사간 시너지를 극대화할 수 있을 것으로 기대하고 있다. PS1012는 최신 PCIe 5세대(Gen5)를 적용해 4세대 기반 제품 보다 대역폭이 2배로 확대됐다. 이에 따라 데이터 전송 속도는 32GT/s(초당 기가트랜스퍼)에 달하며, 순차 읽기 성능은 이전 규격 제품 대비 2배 수준인 13GB/s(초당 기가바이트)다. 또한 SK하이닉스는 이 제품이 OCP 2.0 버전을 지원할 수 있도록 개발해 글로벌 AI 고객들의 여러 데이터센터 서버 장치와 호환성을 높였다. OCP는 전 세계 데이터센터 관련 주요 기업들이 참여해 초고효율 데이터센터 구축을 위한 하드웨어, 소프트웨어 및 eSSD의 표준을 논의하는 국제 협의체다. 회사는 이번 신제품 샘플을 연내 글로벌 서버 제조사에 공급해 제품 평가를 진행하고, 이를 바탕으로 내년 3분기에는 제품군을 122TB까지 확대할 계획이다. 아울러 eSSD의 용량 한계를 극복하기 위해 지난 11월 개발한 세계 최고층 321단 4D 낸드 기반 244TB 제품 개발도 함께 진행해 초고용량 데이터센터용 SSD 시장을 선도해 나간다는 방침이다. 안현 SK하이닉스 개발총괄(CDO) 사장은 “당사와 솔리다임은 QLC 기반 고용량 SSD 라인업을 강화해 AI 낸드 솔루션 분야 기술 리더십을 확고히 하고 있다”며 "앞으로 당사는 eSSD 분야에서의 높은 경쟁력을 바탕으로 AI 데이터센터 고객들의 다양한 니즈(Needs)를 충족시켜, 풀스택(Full Stack) AI 메모리 프로바이더(Provider)로 도약하기 위한 성장 기반을 다지겠다"고 말했다.

2024.12.18 09:27장경윤

삼성전자, AI 시장 겨냥한 'QLC 9세대 V낸드' 업계 최초 양산

삼성전자는 초고용량 서버SSD를 위한 '1Tb(테라비트) QLC(쿼드 레벨 셀) 9세대 V낸드'를 업계 최초로 양산했다고 12일 밝혔다. 삼성전자는 지난 4월 'TLC 9세대 V낸드'를 최초 양산한데 이어, 이번에 QLC 제품을 선보이게 됐다. QLC는 하나의 셀에 4비트 데이터를 기록할 수 있는 구조로, 3비트를 저장하는 TLC 대비 고용량 구현에 유리하다. 삼성 9세대 V낸드는 독보적인 '채널 홀 에칭(Channel Hole Etching)' 기술을 활용해 더블 스택(Double Stack) 구조로 업계 최고 단수를 구현해냈다. 채널 홀 에칭이란 몰드층을 순차적으로 적층한 다음 한번에 전자가 이동하는 홀(채널 홀)을 만드는 기술을 뜻한다. 더블 스택은 채널 홀 공정을 두 번 진행해 만든 구조다. 특히 이번 QLC 9세대 V낸드는 셀(Cell)과 페리(Peripheral)의 면적을 최소화해 이전 세대 QLC V낸드 대비 약 86% 증가한 업계 최고 수준의 비트 밀도를 자랑한다. V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층간, 층별 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 더욱 중요해졌으며, 삼성전자는 이를 위해 '디자인드 몰드(Designed Mold)' 기술을 활용했다. 몰드란 셀을 동작시키는 WL(워드라인)의 층이다. 디자인드 몰드는 셀 특성 균일화, 최적화를 위해 셀을 동작시키는 WL의 간격을 조절하여 적층하는 기술로, 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 약 20% 높여 제품 신뢰성을 향상시켰다. 이번 9세대 QLC는 셀의 상태 변화를 예측해 불필요한 동작을 최소화하는 '예측 프로그램 기술' 혁신을 통해 이전 세대 QLC 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선했다. 또한 낸드 셀을 구동하는 전압을 낮추고 필요한 BL(비트라인)만 센싱해 전력 소모를 최소화한 '저전력 설계 기술'을 통해 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 약 30%, 50% 감소했다. 허성회 삼성전자 메모리사업부 Flash개발실 부사장은 “9세대 TLC 양산 4개월 만에 9세대 QLC V낸드 또한 양산에 성공함으로써 AI용 고성능, 고용량 SSD 시장이 요구하는 최신 라인업을 모두 갖췄다”며 “최근 AI향으로 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장에서의 리더십이 더욱 부각될 것”이라고 밝혔다. 삼성전자는 브랜드 제품을 시작으로 향후 모바일 UFS, PC 및 서버SSD 등 QLC 9세대 V낸드 기반 제품 응용처를 점차 확대할 계획이다.

2024.09.12 08:50장경윤

솔리다임, 9월 美 IR 행사 첫 참가…상장준비 속도내나

SK하이닉스의 자회사 솔리다임이 다음달 미국 주요 금융업계 행사에 참석할 예정인 것으로 파악됐다. 솔리다임이 관련 행사에 공식적으로 모습을 드러내는 것은 처음으로, 낸드 업황 회복세에 힘입어 상장을 가속화하기 위한 행보로 풀이된다. 19일 업계에 따르면 솔리다임은 9월 4부터 6일까지 미국 뉴욕에서 개최되는 IR 행사에 참석할 예정이다. 해당 행사는 미국 주요 은행인 씨티그룹이 주최하는 TMT(Technology, Media, & Telecom) 컨퍼런스다. 주요 반도체 및 IT 기업이 투자자들에게 자사의 사업 현황 및 유가증권에 대한 정보를 제공하기 위한 자리로 알려져 있다. 솔리다임은 이번 행사에 참가 기업으로 이름을 올렸다. 구체적인 발표 일정이나 연설자는 아직 미정(TBC;To Be Confirmed) 상태로 돼 있다. 하지만 솔리다임이 IR 관련 행사에 처음으로 모습을 드러낸다는 점에서 업계의 주목을 받고 있다. 증권업계 관계자는 "컨퍼런스 참여가 반드시 기업공개(IPO)로 직결되는 것은 아니나, 상장을 위한 물밑작업으로 해석할 수 있다"고 설명했다. 솔리다임은 SK하이닉스가 지난 2021년 말 미국 인텔의 낸드플래시 사업부를 인수하면서 설립한 미국 법인이다. 솔리다임에 대한 총 인수 금액은 90억 달러로, SK하이닉스는 1단계에서 70억 달러를 지급했다. 남은 20억 달러는 2025년 3월경 지급할 예정이다. SK하이닉스는 솔리다임 인수 시점부터 미국 상장을 검토해온 것으로 알려졌다. 이와 관련해 SK하이닉스는 "솔리다임이 발전하고 성장할 수 있는 다양한 방안을 모색 중이며, 확정된 사안은 없다"고 설명해 왔다. 업계가 예상하는 솔리다임의 상장 시점은 내년 하반기 중이다. 그간 불황에 빠져있던 낸드 시장이 호조세로 전환됐고, 주요 비교군인 키오시아 또한 상장을 추진하고 있는 만큼 상장 준비에 속도를 낼 것으로 관측된다. 실제로 솔리다임은 지난 2022년~2023년 누적 적자가 7조 원에 달했으나, 올 2분기 흑자전환에 성공했다. SK하이닉스 반기보고서에 따르면, 회사의 낸드프로덕트솔루션 사업부 매출은 3조9천763억 원, 순손익은 -709억 원으로 집계됐다. 1분기 순손익이 -1천495억 원이었으므로, 2분기 약 786억 원의 순이익을 올린 것으로 분석된다. 솔리다임의 주력 제품인 QLC(쿼드 레벨 셀)이 AI 서버에서 강세를 보이고 있다는 점도 긍정적이다. QLC는 셀 하나에 4비트를 저장해, TLC(트리플 레벨 셀) 등 타 낸드에 비해 높은 데이터 저장량 구현에 용이하다. 현재 솔리다임은 60TB(테라바이트) eSSD를 상용화했으며, 내년 128TB, 256TB 제품을 지속적으로 출시할 계획이다.

2024.08.19 11:02장경윤

올해 메모리 시장 커진다…HBM·QLC가 성장 견인

22일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 D램과 낸드 매출은 각각 907억 달러, 674억 달러로 전년 대비 각각 75%, 77%가량 크게 증가할 것으로 예상된다. 또한 메모리 시장의 성장세가 내년에도 지속되면서 해당 기간 D램은 51%, 낸드는 29% 증가해 사상 최고 매출을 기록할 전망이다. 특히 D램의 경우 평균판매가격이 올해 53%, 내년 35% 상승할 것으로 보인다. 트렌드포스는 D램 매출이 증가하는 요인을 ▲HBM(고대역폭메모리) 호황 ▲ 범용 D램의 차세대 제품 출시 ▲공급사의 제한된 자본 지출 ▲서버 수요 회복 등 네 가지로 꼽았다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 데이터 처리 성능을 크게 끌어올린 메모리다. HBM은 올해 전체 D램 비트(bit) 출하량의 5%, 매출의 20% 비중을 차지할 것으로 예상된다. DDR5, 및 LPDDR5·5X 등 고부가 D램 수요도 호조세다. 트렌드포스는 "서버용 D램에서 DDR5가 차지하는 비트 출하량은 올해 40%, 내년 60~65%에 달할 것"이라며 "LPDDR5·5X는 모바일용 D램 출하량에서 올해와 내년 각각 50%, 60% 비중을 차지할 것"이라고 설명했다. 낸드는 QLC(쿼드 레벨 셀)이 매출 증가세를 주도할 것으로 예상된다. QLC는 셀 하나에 4비트를 저장해, 3비트를 저장하는 TLC보다 데이터 저장량이 많다. 덕분에 고용량 데이터를 다루는 서버 시장에서 수요가 증가하는 추세다. QLC가 올해 낸드 전체 비트 출하량에서 차지하는 비중은 20%로, 내년에도 해당 비중은 증가할 전망이다. 트렌드포스는 "내년 서버용 QLC 낸드 수요 증가와 스마트폰 산업에서의 QLC 낸드 채택, 공급사의 생산능력 제약 등으로 낸드 시장이 내년 870억 달러에 도달할 것"이라며 "북미 CSP(클라우드서비스제공업체)는 이미 추론 AI 서버용으로 QLC 낸드를 주문하기 시작했다"고 밝혔다.

2024.07.23 10:21장경윤

삼성전자 "하반기 QLC 낸드 개발...AI 시장 대응"

삼성전자가 올 하반기 중 퀘드레벨셀(QLC) 기반 낸드플래시 제품을 개발해 AI 산업용 낸드 시장의 경쟁력을 확보해나갈 계획이다. 21일 삼성전자는 공식 뉴스룸을 통해 9세대 V낸드의 기획 및 개발을 담당한 주요 임원진들과의 인터뷰를 공개했다. 조지호 삼성전자 상무는 "올해 하반기 QLC 9세대 낸드 제품을 준비하고 있다"며 "향후 개발될 차세대 제품에서도 최고의 성능과 높은 신뢰성, 저전력 효율을 제고해 업계 리더십을 공고히 해 나갈 것"이라고 밝혔다. QLC는 하나의 셀에 4비트의 데이터를 저장하는 기술이다. 하나의 셀에 3비트를 저장하는 TLC 대비 고용량 메모리를 구현하는 데 유리하다. AI 산업의 발전으로 고용량 스토리지 서버에 대한 관심이 높아진 데 따른 전략이다. 앞서 삼성전자는 지난달 업계 최초로 '1Tb(테라비트) TLC(트리플 레벨 셀) 9세대 V낸드' 양산을 시작했다. 9세대 V낸드는 업계 최소 크기의 셀(Cell)과 최소 몰드(Mold) 두께가 구현돼 이전 세대 대비 비트 밀도(Bit Density)가 약 1.5배 높다. 또한 최신 설계 기술을 통해, 데이터 입출력 속도를 이전 세대 대비 33% 높인 최대 3.2Gbps로 구현했다. 소비전력도 10% 이상 개선됐다. '더블 스택'으로 업계 최고의 단수를 적층했다는 점도 삼성전자 9세대 V낸드의 주요 특징이다. 스택은 낸드 전체를 몇 번에 나눠 쌓는 지를 나타내는 지표로, 스택이 적을 수록 공정 수가 줄어들어 비용 효율성과 신뢰성을 높일 수 있다. 홍승완 삼성전자 부사장은 "단일 스택으로 최대한 많은 셀을 적층하려면 한 단을 최대한 얇게 만들어야 하는데, 이러면 셀 간 간섭 현상이 심해질 수 있다"며 "삼성전자는 셀 간의 간섭을 제어하는 기술을 적용하고, HARC 식각 공정을 고도화해 최상단부터 최하단까지 균일한 채널 홀을 형성할 수 있었다"고 설명했다. HARC 식각은 높은 종횡비를 가질 수 있도록 동일한 바닥 면적에서 더 높이 뚫을 수 있는 기술을 뜻한다. 이외에도 삼성전자는 셀 워드라인의 최상단부터 최하단을 관통형으로 뚫어 선택된 워드라인(셀 게이트 단자로 전압을 인가하는 소자)만 구동될 수 있도록 하는 '관통형 수평 접합(TCMC)' 기술을 세계 최초로 낸드에 적용했다. 현재웅 삼성전자 상무는 "향후 생성형AI를 넘어 스스로 학습하는 머신의 데이터를 처리할 더 많은 스토리지 공간이 필요하게 될 것"이라며 "삼성전자는 AI 서버용 제품을 중심으로 포트폴리오 구성을 강화하고 있고, 중장기적으로는 온디바이스AI, 오토용 제품, 엣지 디바이스 등 차세대 응용 제품의 포트폴리오를 확대해 나가고 있다"고 전했다.

2024.05.21 16:27장경윤

웨스턴디지털, PC 제조사용 'PC SN5000s NVMe SSD' 출시

웨스턴디지털이 14일 PC 제조사 공급용 QLC SSD 'PC SN5000s NVMe SSD'를 출시했다. 이 제품은 한 셀당 4비트를 저장할 수 있는 BiCS6 QLC 낸드 플래시메모리와 웨스턴디지털 자체 개발 컨트롤러로 구성됐다. 최대 속도는 2TB 제품 기준 읽기 6GB/s, 쓰기 5.6GB/s이며 TBW(총 쓰기 용량)는 미공개다. 쓰기 작업시 잠시 데이터를 담아두는 D램은 빠졌다. PCI 익스프레스 4.0 규격 기반으로 작동하며 데스크톱PC용 M.2 2280·노트북이나 소형 기기용 M.2 2230 폼팩터 중 선택할 수 있다. 저장장치 암호화 표준인 TCG OPAL 2.02를 지원하며 암호화 표준은 RSA-3K, SHA-384를 지원한다. 무상보증기간은 최대 5년이며 512GB, 1TB, 2TB 등 총 3개 제품으로 출시된다. PC 제조사에 우선 공급되며 공급가는 수량이나 인도 시점 등에 따라 다르다. 제품 상세 정보는 웨스턴디지털 공식 웹사이트에서 확인 가능하다.

2024.03.14 10:42권봉석

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