SK하이닉스가 세계 최초로 양산을 시작한 321단 1Tb TLC 낸드[SK하이닉스 제공]

[헤럴드경제=김민지 기자] SK하이닉스가 낸드플래시에서의 기술 한계를 뛰어넘으며 다시 한번 세계 최초의 기록을 썼다. SK하이닉스는 세계 최고층인 321단 1Tb(테라비트) TLC(트리플레벨셀) 4D 낸드 플래시를 양산하기 시작했다고 21일 밝혔다. 300단대 낸드플래시 양산은 세계 최초다.

SK하이닉스는 “2023년 6월에 직전 세대 최고층 낸드인 238단 제품을 양산해 시장에 공급해 왔고, 이번에 300단을 넘어서는 낸드도 가장 먼저 선보이며 기술 한계를 돌파했다”며 “내년 상반기부터 321단 제품을 고객사에 공급해 시장 요구에 대응해 나갈 것”이라고 밝혔다.

이번 321단 제품은 기존 세대 대비 데이터 전송 속도는 12%, 읽기 성능은 13% 향상됐다. 데이터 읽기 전력 효율도 10% 이상 높아졌다.

SK하이닉스는 321단 낸드로 AI향 저전력 고성능 신규 시장에도 적극 대응해 활용 범위를 점차 넓혀간다는 방침이다. 최근 빅테크 기업들의 AI 서버 투자가 증가하면서, 고용량·고성능 낸드에 대한 수요도 높아지고 있다. 이를 둘러싼 적층 경쟁도 활발해지는 모양새다.

SK하이닉스는 생산 효율이 높은 ‘3-플러그(Plug)’ 공정 기술을 도입해 적층 한계를 극복했다. 세 번에 나누어 플러그 공정을 진행 한 후, 최적화된 후속 공정을 거쳐 3개의 플러그를 전기적으로 연결하는 방식이다. 이 과정에서 저변형(low stress) 소재를 개발하고 플러그 간 자동 정렬 보정 기술을 도입했다. 이전 세대인 238단 낸드의 개발 플랫폼을 321단에도 적용해 공정 변화를 최소화함으로써 이전 세대보다 생산성을 59% 향상시켰다.

최정달 SK하이닉스 낸드개발담당 부사장은 “당사는 300단 이상 낸드 양산에 가장 먼저 돌입하면서 AI 데이터센터용 SSD, 온디바이스 AI 등 AI 스토리지 시장을 공략하는 데 유리한 입지를 점하게 됐다”며 “이를 통해 HBM으로 대표되는 D램은 물론, 낸드에서도 초고성능 메모리 포트폴리오를 완벽하게 갖춘 ‘풀스택(Full Stack) AI 메모리 공급자’로 도약할 것”이라고 말했다.

낸드는 한 개의 셀에 몇 개의 정보(비트 단위)를 저장하느냐에 따라 SLC(1개), MLC(2개), TLC(3개), QLC(4개) 등으로 나뉜다. 정보 저장량이 늘어날수록 같은 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다.

한편, 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 2분기 낸드 시장에서 삼성전자는 36.9%, SK하이닉스 22.1%, 키옥시아 13.8%의 점유율을 차지했다. 낸드 제품 중 하나인 기업용SSD의 성장이 두드러진다. 올 3분기 약 68억 달러 수준인 글로벌 eSSD 시장은 2027년 300억 달러 수준까지 커질 전망이다.