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"세계서 가장 높게 쌓고 가장 작다"…SK하이닉스 '238단 낸드' 첫 개발

머니투데이 오문영 기자 2022.08.03 06:30

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SK하이닉스 낸드플래시 238단./사진제공=SK하이닉스SK하이닉스 낸드플래시 238단./사진제공=SK하이닉스




SK하이닉스 (91,400원 ▲2,900 +3.28%)가 세계 최초로 238단 낸드플래시 개발에 성공했다고 3일 밝혔다. 최근 238단 512Gb(기가비트) TLC(트리플레벨셀) 4D 낸드 샘플을 고객에 출시했고, 내년 상반기 양산에 돌입할 계획이다.

SK하이닉스는 PC 저장장치인 cSSD(소비자용 솔리드스테이트드라이브)에 들어가는 238단 제품을 먼저 공급하고, 이후 스마트폰용과 서버용 고용량 SSD 등으로 제품 활용 범위를 넓혀간다는 계획이다. 내년에는 현재의 512Gb보다 용량을 2배 높인 1Tb(테라비트) 제품도 선보일 예정이다.

'세계 최초' 타이틀 다시 가져왔다…200단 시대 '성큼'
낸드플래시는 전원이 꺼져도 정보가 저장되는 메모리반도체다. 전원을 끄면 데이터가 사라지는 D램과 달리 낸드는 데이터를 반영구적으로 저장할 수 있다. 컴퓨터의 SSD(솔리드 스테이트 드라이브)나 USB 등에 활용된다.



낸드는 데이터를 저장하는 셀의 층수를 단이라 부른다. 삼성전자가 1990년대 중반 삼성전자가 주도한 적층(스택) 제조방식이 반도체 칩을 파내고 회로를 심는 트렌치 방식을 제치고 대세가 되면서 '누가 더 잘 쌓느냐'로 경쟁 방식이 적립됐다. 셀을 얼마냐 높이 쌓느냐에 따라 좁은 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다.

이번에 SK하이닉스가 238단 낸드를 최초로 양산하게 되면서 '최초 타이틀'을 미국 마이크론으로부터 다시 가져오게 됐다. 마이크론은 지난해 7월 세계 최초로 176단 낸드 개발에 성공했고 최근에는 232단 제품 양산에 나서며 업계를 놀래킨 바 있다. 당시 국내 업계에서는 한국의 메모리 기술 경쟁력이 흔들리는 것이 아니냔 우려의 목소리도 나왔다.

SK하이닉스는 238단 낸드에 더블 스택 기술을 적용한 것으로 확인됐다. 스택은 가장 아래에 있는 셀과 맨 위층에 있는 셀을 하나의 묶음(구멍 1개)으로 만든 것을 말한다. 셀을 묶는 구멍을 적게 뚫을 수록 데이터 손실이 적고 전송 속도가 빠르다. 생산공정이 간단해 비용도 덜 든다.

업계 한 인사는 "그간 업계에서 삼성전자만이 유일하게 한번에 100단 이상을 쌓을 수 있는 싱글 스택을 갖춘 것으로 이해돼 왔는데, SK하이닉스 역시 100단 이상의 싱글 스택 기술을 확보했다는 것을 의미한다"면서 "마이크론 역시 마찬가지"라 설명했다.

단수 높은 게 전부 아니다…"세계 최소 사이즈"
"이번 238단 낸드는 최고층이면서도 세계에서 가장 작은 크기의 제품으로 구현됐다는 데 의미가 있습니다."

SK하이닉스 관계자가 신제품 출시의 의미를 묻는 질문에 내놓은 답변이다. SK하이닉스에 따르면 238단 제품은 세계 최소 사이즈로 만들어져 이전 세대인 176단 대비 생산성이 34% 높아졌다. 이전보다 단위 면적당 용량이 커진 칩이 웨이퍼(원판)당 더 많은 개수로 생산되기 때문이다.

이와 함께 238단의 데이터 전송 속도는 초당 2.4Gb로 이전 세대 대비 50% 빨라졌다. 칩이 데이터를 읽을 때 쓰는 에너지 사용량도 21% 줄었다. 전력소모 절감을 통해 ESG(환경·사회·지배구조) 측면에서 성과를 냈다고 SK하이닉스는 보고 있다.

4D 역시 제품이 갖는 특징 중 하나다. SK하이닉스는 2018년 개발한 96단 낸드부터 기존 3D를 넘어선 4D 제품을 선보여왔다. 4차원 구조로 칩이 구현되는 4D를 만들기 위해 CTF와 PUC 기술을 적용했다. CTF는 전하를 도체에 저장하는 플로팅 게이트와 달리 부도체에 저장해 셀간의 간섭 문제를 해결한다. PUC는 회로를 셀 영역 하부에 배치해 생산효율을 극대화하는 기술을 말한다.

"세계서 가장 높게 쌓고 가장 작다"…SK하이닉스 '238단 낸드' 첫 개발
SK하이닉스 낸드 야망 '성큼'…"글로벌 톱클래스"
SK하이닉스는 이날 미국 산타클라라에서 개막한 '플래시 메모리 서밋 2022'에서 신제품을 공개했다. 행사 기조연설에 나선 SK하이닉스 최정달 낸드개발담당 부사장은 "당사는 4D 낸드 기술력을 바탕으로 개발한 238단을 통해 원가, 성능, 품질 측면에서 글로벌 톱클래스 경쟁력을 확보했다"며 자신감을 드러냈다.


"세계서 가장 높게 쌓고 가장 작다"…SK하이닉스 '238단 낸드' 첫 개발
시장조사업체 트렌드포스에 따르면 전 세계 낸드 시장에서 SK하이닉스의 점유율은 지난해 4분기 14.1%에서 올해 1분기 18%(업계 3위)로 올라섰다. 지난해 말 인텔 낸드사업부인 솔리다임을 인수한 효과다.

SK하이닉스는 지난주 2분기 실적발표에서도 D램에 이어 낸드 시장에서도 선두권으로 올라섰다고 자평했다. 솔리다임의 인수가 낸드 시장에서의 리더십 강화에 도움이 될 것이라는 입장도 밝혔다. 노종원 사업담당 사장은 당시 "솔리다임이 엔터프라이즈 SSD(솔리드스테이트드라이브) 마켓에서 기술적 역량과 고객을 이해하는 측면에서 탁월한 점을 가진 만큼 기존 역량을 대폭 향상시킬 것으로 기대한다"고 말했다.
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