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삼성·SK하이닉스, AI 성장세에 '서버용 SSD' 기술 경쟁 맞불

인공지능(AI) 시장의 급격한 성장에 따라 고대역폭메모리(HBM)에 이어 기업 서버용(엔터프라이즈) 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 경쟁이 치열해지고 있다. 서버용 SSD 수요는 올해를 기점으로 크게 증가하면서 공급부족 현상까지 일어났다. 향후 서버용 SSD 수요가 지속될 것으로 전망됨에 따라 삼성전자와 SK하이닉스는 차세대 낸드플래시와 서버용 SSD를 잇달아 내놓으며 시장 주도권을 확보한다는 목표다. ■ 삼성, QLC 290단 9세대 낸드 양산…SK하이닉스, 238단 4D 낸드 기반 서버용 SSD 개발 삼성전자는 이달 중순 서버용 SSD를 위한 '1Tb(테라비트) QLC(쿼드 레벨 셀) 9세대 V낸드'를 업계 최초로 양산했다. 이는 삼성전자가 지난 4월 290단 'TLC(트리플 레벨 셀) 9세대 V낸드'를 최초 양산한지 4개월 만의 성과다. 삼성 9세대 V낸드는 '채널 홀 에칭' 기술을 활용해 더블 스택 구조로 업계 최고 단수를 구현해냈다는 점에서 주목된다. 낸드플래시는 데이터 저장 단위인 셀을 몇 비트로 저장하는지에 따라 1개 셀에 1비트를 담으면 SLC(싱글레벨셀), 2비트를 담으면 MLC(멀티레벨셀), 3비트를 저장하면 TLC, 4비트는 QLC이다. QLC는 1개의 셀에 더 많은 정보를 저장하는 만큼 같은 면적에서도 더 큰 용량을 지원한다. 삼성 9세대 V낸드는 '디자인드 몰드' 기술로 전작 대비 데이터 보존 성능을 20% 높였고, 이전 세대 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선됐다. 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 약 30%, 50% 감소했다. 업계에 따르면 삼성전자는 내년 하반기 430단 10세대 V낸드를 양산하면서 400단대에 진입할 예정이다. SK하이닉스 역시 서버 시장 경쟁력 확보를 위해 낸드 기술 개발에 주력하고 있다. SK하이닉스는 지난해 상반기 238단 TLC 낸드를 양산한데 이어 같은해 8월 '플래시 메모리 서밋(FMS) 2023'에서 세계 최고층 321단 TLC 4D 낸드 샘플을 공개했다. 아울러 SK하이닉스는 이달 중순 238단 4D 낸드 기반의 서버용 SSD 'PEB110 E1.S'(이하 PEB110)'를 개발했다고 밝혔다. 현재 글로벌 데이터센터 고객사와 진행 중인 PEB110 인증이 마무리되면, 내년 2분기부터 제품 양산을 시작해 시장에 공급할 계획이다. PEB110는 PCIe 5세대가 적용돼 데이터 전송 속도를 32GTs(초당 기가트랜스퍼)에 달하고, 이전 세대 대비 성능이 2배 향상됐고, 전력 효율도 30% 이상 개선됐다. SK하이닉스는 내년 상반기 300단 이상의 낸드를 양산하고, 내년 하반기 400단 낸드 양산을 통해 AI 서버용 제품군을 확대한다는 계획이다. ■ 클라우드 업계, 서버용 SSD 수요 지속…삼성·SK, 연매출 4배 증가 전망 클라우드 업체들이 AI 스토리지 인프라에 적극적으로 투자하면서 서버용 SSD 수요는 상반기에 이어 하반기에도 지속될 전망이다. 19일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 서버용(엔터프라이즈) SSD 주문이 급증하고, 공급 부족이 일어나면서 올해 2분기 평균 서버용 SSD 가격이 전분기 대비 25% 이상 상승했고, SSD 공급업체의 매출이 50% 이상 증가했다. 3분기에도 서버용 SSD 공급 부족이 이어지면서 계약가격이 전분기 대비 15% 상승하고, 공급업체 수익은 약 20% 증가할 것으로 예상된다. 특히 하반기 엔비디아 신규 AI용 GPU 블랙웰 시리즈가 출시를 앞두면서 CSP(클라우드 서비스 제공사) 업체들이 서버용 SSD 구매를 계속 늘리고 있다. 트렌드포스는 삼성전자는 PCIe 5.0 SSD 제품이 점진적으로 고객 검증을 통과하고 볼륨이 늘어나면서 3분기 SSD 매출이 전분기 보다 20% 이상 증가할 것으로 전망했다. SK하이닉스도 하반기 솔리다임의 용량 확장과 고용량 SSD 주문 증가로 매출 성장이 예상된다. SK하이닉스는 지난 7월 말 2분기 컨퍼런스콜에서 "엔터프라이즈(서버용) SSD의 수요 성장과 함께 당사의 2분기 엔터프라이즈 SSD 매출액은 전 분기 대비 50% 가량 증가했고, 연간 엔터프라이즈 SSD 매출액은 작년에 비해 약 4배 가까이 성장할 것으로 기대하고 있다"고 말했다. 삼성전자도 7월 말 2분기 컨콜에서 "당사 서버용 SSD 매출은 평균판매가격(ASP) 개선과 출하량 증가, 프리미엄 제품 비중 확대에 힘입어 하반기에도 가파른 실적 개선이 이어지면서 전년 동기 대비 4배를 넘어서는 성장이 가능할 것으로 전망된다"고 밝혔다. 2분기 서버용 SSD 시장에서 삼성전자는 43.2% 점유율로 1위, SK하이닉스·솔리다임은 31.8% 점유율로 2위를 차지했다.

2024.09.19 13:23이나리

삼성전자, 업계 최초 'SD 익스프레스 마이크로SD 카드' 고객사에 공급

삼성전자가 업계 최초로 고성능 256GB SD 익스프레스 마이크로SD 카드를 개발하고 고객사에 샘플 제공을 시작했다. 아울러 최신 8세대 V낸드 기반 고용량 1테라바이트(1TB) UHS-Ⅰ마이크로SD 카드를 양산하며 라인업 확대에 나선다. 256GB SD 익스프레스 마이크로SD 카드는 다음달 양산해 B2B 공급을 시작으로 연내 B2C 출시 예정이다. 1TB UHS-Ⅰ마이크로SD 카드는 3분기 출시할 예정이다. ■ 256GB SD 익스프레스 마이크로SD 카드...UHS-Ⅰ카드 대비 최대 4배 향상 삼성전자의 256GB SD 익스프레스 마이크로SD 카드는 SD 익스프레스 7.1 규격을 기반으로 마이크로SD 카드 최고 연속 읽기 성능인 초당 800 메가바이트(800MB/s)와 256GB의 고용량을 제공해 업계 최고 수준의 성능과 용량을 자랑한다. SD 익스프레스는 PCI익스프레스(PCIe)사양을 사용하는 신규 SD메모리카드용 인터페이스다. 2019년 2월 발표된 SD 7.1 사양 기준 985MB/s의 데이터 전송 속도를 제공한다. 연속 읽기 800MB/s는 4GB 크기 영화 한 편을 메모리카드에서 PC로 5초 안에 전송할 수 있는 속도로 기존 UHS-Ⅰ카드의 연속 읽기 200MB/s 대비 최대 4배까지 향상시켰다. 또한 SSD에 탑재했던 DTG(Dynamic Thermal Guard) 기술을 마이크로SD 카드에도 최초 적용해 제품 온도를 최적 수준으로 유지시켜 소형 폼팩터에서 발생하는 발열 문제를 효과적으로 해결했다. DTG 기술은 특정 온도 이상으로 오르지 않도록 제품의 성능을 단계적으로 조절해 과열 등으로 발생할 수 있는 데이터 신뢰성 문제, 갑작스러운 성능 하락을 방지하는 기술이다. 삼성전자는 "저전력 설계 기술과 펌웨어 최적화로 발열 등 마이크로SD 폼팩터 기반 제품 개발의 기술 난제를 해결해 손톱 크기만한 폼팩터에서도 최고의 성능과 안정성을 구현해냈다"고 설명한다. ■ 8세대 V낸드 기반 1TB UHS-Ⅰ마이크로SD 카드 양산 삼성전자는 최신 V낸드 기반 업계 최고 수준의 내구성을 갖춘 고용량 1테라바이트(1TB) UHS-Ⅰ마이크로SD 카드를 양산한다. 최신 8세대 1테라비트(Terabit) 고용량 V낸드를 8단으로 안정적으로 쌓아 패키징해 기존 SSD에서 구현할 수 있었던 테라바이트급 고용량을 소형 폼팩터인 마이크로SD 카드에서도 구현해냈다. 이 제품은 방수, 낙하, 마모, 엑스레이, 자기장, 온도 변화 등 극한의 외부 환경에서도 데이터를 안전하게 보호하며 업계 최고 수준의 내구성을 갖췄다. 삼성전자 메모리사업부 브랜드제품Biz팀 손한구 상무는 "삼성전자의 새로운 마이크로SD 카드는 손톱만한 크기지만 PC 저장장치인 SSD에 버금가는 고성능과 고용량을 선사한다"며, "다가오는 모바일 컴퓨팅과 온디바이스 AI 시대의 요구를 만족시키는 고성능, 고용량 기술 리더십을 견인해 나갈 예정"이라고 밝혔다.

2024.02.28 11:00이나리

삼성전자 "11나노급 D램 개발중… 9세대 V낸드 내년초 양산"

삼성전자가 다가올 10나노 이하 D램과 1000단 V낸드 시대를 준비하기 위해 새로운 구조와 소재의 혁신을 개발 중이다. 삼성전자는 현재 11나노급 D램을 개발 중이고, 9세대 V낸드는 내년 초 양산을 위한 동작 칩을 성공적으로 확보했다. 이정배 삼성전자 메모리사업부장 사장은 17일 삼성전자 뉴스룸 기고문을 통해 이 같이 밝혔다. 이 사장은 "D램은 3D 적층 구조와 신물질을 연구개발하고 있으며, V낸드는 단수를 지속 늘리면서도 높이는 줄이고, 셀 간 간섭을 최소화해 업계에서 가장 작은 셀 크기를 구현하는 당사의 강점을 지속 고도화해 나갈 것"이라며 "V낸드의 입출력(I/O) 스피드를 극대화하기 위해 신구조 도입을 준비하는 등 새로운 가치 창출을 위한 차세대 혁신 기술을 착실히 개발 중이다"고 말했다. 이어 "현재 개발 중인 11나노급 D램은 업계 최대 수준의 집적도를 달성하겠다"라며 "9세대 V낸드는 더블스택(Double Stack) 구조로 구현할 수 있는 최고 단수를 개발 중으로, 내년 초 양산을 위한 동작 칩을 성공적으로 확보했다"고 덧붙였다. 삼성전자는 성능, 고용량, 저전력 기술을 모두 담은 주력 제품도 지속 확장할 계획이다. 최근 삼성전자는 업계 최고 용량인 32Gb DDR5 D램 개발에 성공했다. 더 나아가 CMM(CXL Memory Module) 등의 새로운 인터페이스를 적극 활용해 메모리 대역폭과 용량을 원하는 만큼 확장하는 기술도 개발 중이다. 또 AI 시대에 맞춰 현재 HBM3(고대역폭메모리)을 양산 중이고, 차세대 제품인 HBM3E도 정상 개발하고 있다. 이 사장은 "메모리 병목현상 개선을 위해 데이터 연산 기능을 메모리 칩 내부 혹은 모듈 레벨에서 구현하는 PIM(Processing-in-Memory), PNM(Processing-near-Memory) 기술을 HBM, CMM 등의 제품에 적용할 계획"이라며 "데이터 연산 능력을 획기적으로 개선하는 동시에 전력 효율을 높이는 데 집중하겠다"고 밝혔다. 이어서 그는 "서버 스토리지 역시 응용처에 따라 용량을 변화시키고, 페타바이트급으로 확장할 수 있는 PB(Petabyte) SSD를 곧 선보일 예정이다"고 전했다. 삼성전자는 고부가 제품과 선단 공정 생산 비중을 확대하고, R&D 투자를 강화할 계획이다. 이 사장은 "투자는 지속하면서, 수요 변동성과 메모리 제품의 긴 생산 리드타임(Lead time)을 극복하기 위해 메모리 라인 운영을 고도화해 나갈 것"이라며 "D램과 낸드플래시의 혁신적 기술 준비를 위해 소재, 장비 등 전 세계 파트너사와의 협력을 강화하겠다"고 말했다. 한편, 삼성전자는 오는 20일 미국 실리콘밸리에서 개최되는 '삼성 메모리 테크 데이 2023'에서 최신 메모리 반도체 기술과 미래 전략을 소개할 예정이다.

2023.10.17 10:21이나리

삼성전자, 8세대 V낸드 고성능 SSD '990 PRO' 4TB 제품 출시

삼성전자는 초고속 데이터 처리와 높은 전력 효율로 고사양 게이밍에 최적화된 고성능 SSD '990 PRO' 시리즈의 4TB 제품을 출시한다고 7일 밝혔다. 990 PRO 시리즈 4TB 제품은 2종으로, '990 PRO 4TB'와 방열 기능을 더욱 강화한 '990 PRO with Heatsink 4TB'이다. 삼성전자는 작년 10월 990 PRO 1TB, 2TB 제품을 출시한데 이어, 올해 10월 고용량 4TB 제품을 새롭게 출시하게 됐다. 이를 통해 대용량의 저장 공간이 필요한 게이머, 크리에이터, 테크 전문가에게 폭넓은 선택지를 제공한다. 990 PRO 시리즈 4TB의 연속 읽기·연속 쓰기 성능은 각각 최대 7천450MB/s, 6천900 MB/s이며, 임의 읽기·임의 쓰기 속도는 각각 최대 1천600K IOPS, 1천550K IOPS다. IOPS는 초당 입력, 출력 명령어 처리 수를 뜻한다. 특히 PCle 4.0 인터페이스의 소비자용 SSD 제품 중 가장 빠른 임의 읽기 속도를 제공하여 게이밍 시 끊김 현상을 줄이고, 고사양 게임의 로딩 시간을 줄여준다. 990 PRO 시리즈는 전력 효율이 이전 제품 대비 최대 50% 향상됐다. 또한 니켈로 코팅된 컨트롤러를 적용해 효율적인 발열 제어 기능을 제공한다. 990 PRO에는 열 분산 시트를, 990 PRO with Heatsink에는 히트싱크를 부착해 다양한 사용 환경에서 최적의 온도를 유지시킨다. 990 PRO시리즈 4TB는 삼성전자의 '1Tb 8세대 V낸드' 고밀도 적층 공정으로 단면으로 설계돼, 다른 양면 SSD 보다 두께가 얇다. 단면 SSD는 양면 SSD 적용이 어려웠던 일부 슬림형 노트북을 포함한 모든 노트북에 장착이 가능하다. 삼성전자는 SSD 사용자를 위한 서비스도 강화한다. 삼성 매지션 소프트웨어는 SSD의 펌웨어, 드라이브 등의 설정을 최신 버전으로 유지하고, 사용자에게 맞는 전력·성능을 최적화한다. 990 PRO with Heatsink의 경우 매지션의 RGB 옵션을 통해 컬러와 LED 효과로 나만의 감성을 더할 수 있다. 한편 삼성 매지션은 올해 9월 SSD, 포터블 SSD, 메모리카드 및 USB 플래시 드라이브를 통합한 8.0버전으로 업데이트 될 예정이다.

2023.09.07 10:06장경윤

삼성전자, 10월 차세대 메모리 비전 발표...9세대 V낸드 공개 주목

삼성전자가 인공지능, 데이터센터, 자동차 등을 겨냥한 차세대 메모리 로드맵과 에코시스템 비전을 오는 10월 발표한다. 이와 함께 차세대 9세대 V낸드도 공개할지 여부도 주목된다. 10일 삼성전자에 따르면 오는 10월 20일 미국 실리콘밸리 산호세 맥에너리 컨벤션센터에서 '메모리 테크 데이'를 개최하고 메모리 반도체 신제품을 공개한다. 삼성전자는 2017년부터 매년 10월 '테크 데이'를 개최해 메모리와 시스템반도체 기술 비전을 발표해 왔다. 2019~2021년 코로나19 탓에 온라인으로 진행하다 지난해 3년 만에 오프라인으로 개최했다. 올해는 10월 5일 '시스템LSI 테크 데이', 20일 '메모리 테크 데이'로 나눠서 진행하기로 했다. 메모리 테크 데이는 한진만 삼성전자 DS(반도체)부문 미주총괄(DSA) 부사장이 환영사를 시작으로, 이정배 삼성전자 DS부문 메모리사업부장 사장이 '기술 혁신과 생태계 조성에 초점을 맞춘 비즈니스 전략'을 주제로 기조연설을 진행한다. 더불어 배용철 반도체 제품기획 부사장과 박종규 상무 등도 연사로 나설 예정이다. 올해 테크 데이 행사에서는 신제품 9세대 V낸드를 공개할지 여부가 관심사다. 삼성전자는 지난해 테크 데이 행사에서 236단 8세대 V낸드 512Gb TLC를 공개하고, 같은해 11월 양산을 시작했다. 삼성전자는 작년 테크 데이에서 “2024년 9세대 V낸드를 양산하고, 2030년까지 1000단 V낸드를 개발하는 등 혁신적인 낸드 기술로 새로운 패러다임을 제시하겠다”고 밝혔다. 이렇듯 삼성전자가 계획대로 내년 9세대 V낸드를 양산한다면, 작년 행사와 같이 이번에 신제품을 공개할 가능성이 높을 것으로 관측된다. 그 밖에 삼성전자는 컴퓨팅 메모리, 스토리지, 오토모티브, 시스템 인프라 등 총 6개 세션에서 차세대 메모리 기술과 로드맵을 발표할 예정이다. 삼성전자는 2015년 차량용 메모리 시장에 첫 진입한 이후, 빠른 성장세를 이어가고 있다. 지난해 행사에서 삼성전자는 "자율주행(AD), 첨단운전자지원시스템(ADAS), 인포테인먼트(IVI), 텔레매틱스(Telematics) 등을 위한 최적의 메모리 솔루션을 공급해 2025년 차량용 메모리 시장에서 1위를 달성하겠다"고 목표를 제시한 바 있다.

2023.08.10 11:37이나리

최고층 낸드 300단 시대, 무엇을 의미하나

SK하이닉스가 세계 최대 적층인 321단 낸드 샘플을 8일(미국 현지시간) 전격 공개하면서 메모리 시장에서 낸드 적층 경쟁이 다시 불 붙고 있다. 삼성전자는 오는 2030년까지 1000단 낸드 개발을 목표로 하면서 경쟁은 지속될 전망이다. 낸드는 D램과 달리 전원이 꺼져도 데이터가 저장되는 메모리 반도체다. 그동안 낸드는 미세한 공정으로 한 반도체 안에 저장공간(셀)을 최대한 많이 밀어 넣는 방식으로 개발돼 왔다. 그러나 이런 방식은 서로 거리가 너무 가까워진 셀들 사이에 간섭현상이 벌어지면서 한계를 맞닥뜨렸다. 이에 삼성전자는 2013년 낸드를 수직으로 쌓아 올린 뒤, 평면 단의 3차원 공간에 구멍을 뚫어 각 층을 연결하는 23단 'V낸드'를 처음 개발하면서 적층 경쟁이 시작됐다. 낸드의 적층 수가 높을수록 같은 면적에 고용량을 구현할 수 있어서 장점이다. 하지만 단순히 적층 수만으로 품질을 평가할 수 없다. 그럼에도 최근 메모리 업계는 마케팅 측면에서 낸드 적층을 앞세워 기술력을 알리고 있는 추세다. 이는 낸드 시장에서 100단까지 삼성전자가 최초 자리를 도맡아 오다, 2019년 SK하이닉스가 먼저 128단 시제품을 발표하고, 2020년 마이크론이 176단 낸드를 처음으로 출시하면서 3사의 적층 수 경쟁이 심화된 것으로 보인다. 특히 최근 인공지능(AI) 시장 성장으로 고성능·고용량 메모리 수요가 가파르게 늘면서 낸드 적층 경쟁을 더욱 부추기고 있다. ■ SK하이닉스, 세계 최고층 321단 낸드 샘플 공개…내년 상반기 양산 낸드 적층 기준으로만 본다면 현재 SK하이닉스가 가장 앞서 있다. SK하이닉스는 세계 최고층인 238단 4D 낸드를 지난해 8월 첫 공개했고, 올해 6월 양산을 시작했다. 삼성전자는 지난해 11월 236단 낸드 8세대 V낸드 양산을 시작했고, 마이크론은 지난해 7월 232단 낸드 출하를 시작했다. 또 후발주자인 중국 최대 메모리 반도체 회사 YMTC(양쯔메모리테크놀로지)도 232단 낸드 개발에 뛰어들었다. SK하이닉스는 8일(현지시간) 미국 산타클라라에서 개막한 '플래시메모리 서밋(FMS) 2023'에서 321단 1Tb(테라비트) TLC 4D 낸드 샘플을 공개하며 1년 만에 최고 기록을 경신했다. 321단 1Tb 낸드는 이전 세대인 238단 512Gb(기가비트) 대비 생산성이 59% 높아졌다. SK하이닉스는 321단 낸드의 완성도를 높여 2025년 상반기부터 양산하겠다고 선언했다. ■ 삼성 "단수 보다 기술 중요"…2030년 1000단 낸드 개발 목표 삼성전자도 최고층 낸드를 위한 기술 개발에 한창이다. 삼성전자는 작년 '플래시메모리 서밋' 행사서 올해 말 9세대 V낸드를 양산하고, 2030년까지 1000단 V낸드를 개발하겠다는 계획을 밝혔다. 단, 삼성전자는 낸드를 단순히 높게 쌓아 올리는 것만이 기술력의 전부가 아니라고 주장한다. 이는 삼성전자의 낸드 초격차 기술력이 뒤처지고 있는 것이 아니냐는 업계의 평가에 대한 반론이다. 낸드 적층 기술은 가장 아래에 있는 셀과 맨 위층에 있는 셀을 하나의 묶음(구멍 1개)으로 만든 '싱글 스택'과 묶음 두 개를 하나로 합친 '더블 스택'으로 나뉘며, 싱글 스택 기술이 원가경쟁력 측면에서 더 우수하다. 마이크론과 SK하이닉스는 72단부터 '더블 스택'을 활용해 적층을 쌓았지만 삼성전자는 '싱글 스택'을 사용하다 176단 7세대 V낸드부터 '더블 스택'으로 전환했다. 그러다 삼성전자는 지난해 236단 8세대 V낸드부터 안정화된 '더블 스택' 기술을 선보였다. 지난해 송재혁 삼성전자 플래시 개발실장(부사장)은 뉴스룸을 통해 "삼성전자는 한 번에 100단 이상을 쌓고 10억개가 넘는 구멍을 뚫을 수 있는 '싱글스택 에칭' 기술력을 가진 유일한 기업"이라며 "향후 높이의 물리적 한계를 극복하고 초고단으로 갈 수 있는 기술 리더십을 확보하고 있다"고 강조한 바 있다. 즉, 삼성전자가 더 높은 단수로 '싱글 스택'으로 쌓을 수 있고, 이를 기반으로 안정화된 '더블 스택' 기술을 제공할 수 있다는 자신감이다. 또 지난 3월 삼성전자 반도체 공정 기술 연구개발(R&D)을 총괄하는 이종명 부사장은 반도체 학술대회 'IEEE EDTM 2023'에서 기자들을 만나 "낸드에서 단수가 중요한 게 아니고 결국은 고객이 만족하는 제품을 언제 내놓느냐가 중요하다"고 말했다.

2023.08.09 14:59이나리

삼성·SK하이닉스, 6개월새 최고층 낸드 양산 신기록 경쟁

국내 메모리 반도체 회사들이 세계에서 층수가 가장 높은 낸드플래시 양산 신기록을 6개월 만에 엎치락뒤치락 갈아치웠다. 중국도 230단 이상을 개발했지만 양산 기술은 부족하다는 평이 나온다. 반도체 업계 모 관계자는 9일 지디넷코리아와의 통화에서 “수익성을 담보할 수 있는 수율이 양산하는 데 관건”이라며 “한국과 중국 반도체 기술은 성숙도가 다르다”고 말했다. 일정한 품질로 꾸준히 많이 만들어내려면 다양한 공정 기술이 필요하다는 얘기다. 낸드는 D램과 달리 전원이 꺼져도 정보가 남는 비휘발성 메모리 반도체다. 셀(cell)을 수직으로 높이 쌓을수록 저장 용량이 늘어난다. 3차원 셀을 바닥부터 꼭대기까지 수직으로 균일하게 뚫는 공정 기술 등이 필요하다. SK하이닉스는 지난달부터 238단 4차원(4D) 낸드를 양산했다. 지난해 8월 개발한 제품이다. 이전 세대인 176단보다 생산 효율이 34%, 정보 전송 속도는 50%, 읽기·쓰기 성능은 20% 좋아졌다고 설명했다. 삼성전자는 지난해 11월 8세대 V낸드 메모리 반도체를 양산하기 시작했다. 삼성전자는 몇 단 제품인지 밝히지 않았지만 업계는 236단이라고 보고 있다. 이전에는 미국 마이크론이 양산한 232단 낸드가 세계 최고층이었다. 중국 양쯔메모리테크놀로지(YMTC)는 지난해 11월 232단 3D 낸드를 개발했다. 양산은 아직이다. 최정동 테크인사이츠 박사는 지난달 17일 경기 수원컨벤션센터에서 국제반도체장비재료협회(SEMI)가 개최한 반도체 산업 회의 'SMC코리아'에서 “YMTC가 가진 연구·개발(R&D) 설비로 앞으로 2세대 진보한 제품을 더 개발할 수 있다”며 “300~400단까지는 충분히 개발할 수 있지만, 양산은 의문”이라고 분석했다. 국내 반도체 기업은 초격차 기술로 최고층 낸드 양산 국가 위상을 확고히 다지기로 했다. 삼성전자는 지난해 10월 미국 실리콘밸리에서 '삼성 테크 데이' 행사를 열고 내년 9세대 V낸드를 양산하고, 2030년까지 1천단 V낸드를 개발하겠다고 발표했다. 2002년 세계 낸드 시장 1위에 올라선 삼성전자는 20년 넘게 왕좌를 지키고 있다. 대만 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 삼성전자 낸드 매출은 29억3천만 달러(약 3조8천억원)로, 세계 시장에서 34%를 차지했다. 2위는 일본 키옥시아, 3위 SK하이닉스(인텔로부터 인수한 솔리다임 포함), 4위 미국 웨스틴디지털, 5위 미국 마이크론 순으로 뒤를 잇는다. SK하이닉스는 지난 2월 미국 샌프란시스코에서 열린 국제고체회로학회에서 300단 이상 쌓을 수 있는 낸드 적층 기술을 소개했다. SK하이닉스는 셀 회로 아래에 셀 작동을 관장하는 주변부 회로를 둬서 생산 효율을 끌어올린 PUC(Peripheral Under Cell) 구조를 2018년 96단 낸드부터 적용하고 있다.

2023.06.09 15:42유혜진

삼성전자 "2030년 1000단 낸드 개발...단수보다 제품 적기 출시 중요"

삼성전자의 반도체 공정 기술 연구개발(R&D)을 총괄하는 이종명 부사장이 낸드(NAND)는 단수보다는 고객이 만족하는 제품을 적기에 출시하는 것이 중요하다고 강조했다. 이 부사장은 10일 서울 코엑스 컨퍼런스홀에서 열린 반도체 학술대회 'IEEE EDTM 2023'의 기조연설 후 현장에서 기자와 만나 이같이 밝혔다. 최근 SK하이닉스, 마이크론 등이 낸드플래시의 단수를 삼성전자 보다 빠르게 높이고 있는 가운데 삼성전자의 낸드 제품 기술 계획을 묻는 질문에 대한 답변이다. 이 부사장은 "낸드에서 단수가 중요한 게 아니고 결국은 고객이 만족하는 제품을 언제 내놓느냐가 중요하다"고 말했다. 이어 그는 "삼성은 2030년까지 1000단 낸드 개발을 목표로 지속해서 기술을 향상하고 있다"고 덧붙였다. 낸드는 미세한 공정으로 한 반도체 안에 저장공간(셀)을 최대한 많이 밀어 넣는 방식으로 개발돼 왔다. 그러나 이런 방식은 서로 거리가 너무 가까워진 셀들 사이에 간섭현상이 벌어지면서 한계를 맞닥뜨렸다. 삼성은 2013년 낸드를 수직으로 쌓아 올린 뒤, 평면 단의 3차원 공간에 구멍을 뚫어 각 층을 연결하는 23단 'V낸드' 기술을 개발해 돌파구를 마련했다. 이후 삼성전자는 100단 이상 6세대 V낸드까지 세계 최초 자리를 도맡아 왔다. 그러다 2019년 SK하이닉스가 가장 먼저 128단에 다다랐고, 2020년 마이크론이 176단을 처음으로 출시했다. 지난해 SK하이닉스는 238단 낸드를 개발 완료했고, 올해부터 본격 양산할 계획이며 300단 낸드도 개발 중이라고 밝혔다. 이에 업계에서는 삼성전자의 초격차 기술력이 뒤처지고 있는 것이 아니냐는 평가가 나왔지만, 삼성전자는 낸드를 단순히 높게 쌓아 올리는 것만이 기술력의 전부가 아니라고 주장하고 있다. 낸드 적층 기술은 가장 아래에 있는 셀과 맨 위층에 있는 셀을 하나의 묶음(구멍 1개)으로 만든 싱글 스택과 묶음 두 개를 하나로 합친 더블 스택으로 나뉜다. 셀을 묶는 구멍을 적게 뚫을수록 데이터 손실이 적고 전송 속도가 빠르기 때문에 싱글 스택은 더블 스택보다 우수한 기술로 평가된다. 마이크론은 '더블 스택' 공정 기술을 사용하는 반면, 삼성전자는 기술력이 높은 '싱글 스택' 기술을 사용한다. 즉, 같은 단수라고 해도 삼성전자의 3D 낸드가 경쟁사 대비 원가경쟁력 측면에서 우수하다. 지난해 5월 송재혁 삼성전자 플래시 개발실장(부사장)은 뉴스룸을 통해 "삼성전자는 한 번에 100단 이상을 쌓고 10억개가 넘는 구멍을 뚫을 수 있는 '싱글스택 에칭' 기술력을 가진 유일한 기업이다"라며 "향후 높이의 물리적 한계를 극복하고 초고단으로 갈 수 있는 기술 리더십을 확보하고 있다"고 강조한 바 있다. 이후 삼성전자는 지난해 11월 236단 8세대 V낸드 양산을 본격 시작하며 200단 이상에서도 '더블스택' 기술 시대를 열었다. 삼성전자는 파운드리 시장에서도 최초를 기록 중이다. 삼성전자는 지난해 6월 세계 최초로 3나노 게이트올어라운드(GAA) 공정을 기반으로 초도 물량을 양산하기 시작했고, 한 단계 더 업그레이드한 3나노 2세대 제품을 내년부터 양산할 계획이다. 3나노 2세대 공정 기술 개발 진행 상황에 대한 질문에 이 부사장은 "더 좋은 기술을 만들려고 노력하고 있고, 아직은 결과를 발표하기에는 이르다"라며 "조금 더 기다려주시면 좋은 결과를 드릴 것"이라고 전했다.

2023.03.10 13:16이나리

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