삼성전자 V낸드 4세대로 라인업 전면 확대…낸드플래시 시장 독주체제 굳힌다

- 최고 성능 ‘4세대(64단) 256Gb 3bit V낸드’로 라인업 전환 가속
- ‘3대 혁신 기술’로 속도ㆍ생산성ㆍ전력 효율 모두 30% 이상 향상

[헤럴드경제=정순식 기자] 3D낸드의 선두주자 삼성전자가 4세대 64단 V낸드의 라인업 확대로 낸드플래시 시장의 독주 체제를 굳힌다. 3D 낸드 플래시는 인공지능ㆍ빅데이터ㆍ클라우드 등이 주도하는 4차 산업혁명 시대에 그 수요가 폭발적으로 증가하는 시장이다. 삼성전자는 이번 라인업 확대로 낸드 메모리 시장에 4세대 V낸드로의 전면적인 세대교체 효과를 가져올 전망이다.

특히 삼성전자는 4세대 V낸드의 생산 비중을 올해 안에 절반까지 올린다는 목표로, 고공 행진 중인 반도체부문의 실적 향상에 적지않은 효과를 안겨줄 전망이다.


삼성전자는 세계 최고 성능과 높은 신뢰성을 구현한 ‘4세대(64단) 256기가비트(Gb) 3bit V낸드플래시’를 본격 양산하고 서버, PC, 모바일용 등 낸드제품 전체로 4세대 V낸드 라인업을 확대한다고 15일 밝혔다.

삼성전자는 지난 1월 글로벌 B2B 고객들에게 공급을 시작한 4세대 256Gb V낸드 기반 SSD을 공급한 바 있다.

이번에 라인업 확대를 통해 모바일용 eUFS, 소비자용 SSD, 메모리카드 등에 4세대 V낸드를 확대 공급하고 올해안에 월간 생산비중을 50% 이상으로 늘려 글로벌 고객의 수요 증가에 대응해 나간다는 계획이다.

삼성전자 관계자는 “4세대(64단) V낸드에는 ‘초고집적 셀 구조ㆍ공정’, ‘초고속 동작 회로 설계’와 ‘초고신뢰성 CTF 박막 형성’ 등 3가지 혁신 기술이 적용돼 3세대(48단) 제품 대비 속도와 생산성, 전력 효율 모두 30% 이상 향상됐다”고 강조했다.

V낸드는 데이터를 저장하는 셀을 만들 때 수십 개의 단을 쌓아 올려 위에서부터 하단까지 수십억 개의 미세한 홀(Hole, 구멍)을 균일하게 뚫어 수직으로 셀을 적층하는 ‘3차원(원통형) CTF 셀 구조’로 돼있다.

그러나 단수가 높아질수록 형성한 구조가 틀어지거나 최상단과 최하단 셀의 특성 차이가 생기는 등 적층 기술은 물리적 한계가 있었다.

이에 삼성전자는 ‘9-Hole’이라는 ‘초고집적 셀 구조ㆍ공정’ 기술을 개발해 각 층마다 균일한 홀 패턴을 형성하고 전체 단의 하중을 분산해 한계를 극복했다.

이로써 삼성전자는 4세대 V낸드를 계기로 90단 이상의 수직 적층 한계를 극복해 반도체 칩 하나에 1조개 이상의 정보를 저장하는 ‘1테라(Tera) 비트 V낸드’ 시대를 여는 원천기술도 확보했다.

또한 ‘초고속 동작 회로 설계’로 초당 1기가비트(Gb)의 데이터를 전송하며, 셀에 데이터를 기록하는 속도(tPROG)도 10나노급(Planar, 평면) 낸드 대비 약 4배, 3세대 V낸드보다 약 1.5배 빠른 500μs(마이크로 초, 100만분의 1초) 를 달성했다.

4세대(64단) V낸드는 빨라진 속도뿐 아니라 동작 전압을 3.3V에서 2.5V로 낮춰 총 소비전력 효율도 30% 이상 높였다.

특히 원자 단위로 제어할 수 있는 CTF(Charge Trap Flash) 박막을 형성해 셀 크기를 줄이면서도 쓰기ㆍ지우기 특성 수명을 높였고, 셀과 셀 사이의 데이터 간섭 현상을 최소화하는 제어 기술(채널 박막화)도 구현해 3세대 대비 신뢰성도 20% 향상시켰다.

삼성전자 메모리사업부 플래시개발실 경계현 부사장은 “테라 V낸드 시대를 앞당기기 위해 임직원 모두 혁신적인 기술 개발에 전념했다”며 “향후에도 차세대 제품을 적기에 개발해 글로벌 IT 기업과 소비자의 사용 만족도를 높인 솔루션을 제공하겠다”고 밝혔다.

한편, 삼성전자는 지난 15년간 ‘3차원 수직구조 V낸드플래시’를 연구하며 500건 이상의 핵심 특허를 개발해 미국, 일본을 비롯한 세계 각국에 출원을 완료하는 등 메모리 반도체 기술을 선도해 나가고 있다.

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