낸드 적층 경쟁..하이닉스 238단 먼저 쌓았다

최고층 낸드 세계 첫 개발
내년 상반기에 양산 선언
美 마이크론도 232단 양산
200단 이상 적층이 대세로
낸드 시장점유율 1위 삼성은
기술 확보했지만 제품 미공개

셀(Cell)을 수직으로 쌓아 올려 메모리 성능을 높이는 낸드플래시 반도체 기술 경쟁에서 SK하이닉스가 238단 적층에 성공하며 한발 더 나아갔다. 지난달 미국 마이크론도 232단 양산에 성공했다고 발표했다. 낸드플래시에서 '200단 시대'가 본격화됐다는 분석이다. 3일 SK하이닉스는 미국 샌타클래라에서 열린 '플래시 메모리 서밋 2022'에서 238단 512기가비트(Gb) TLC(트리플 레벨 셀) 4D 낸드플래시 개발에 성공했다고 밝혔다. 이날 행사에서 신제품 샘플을 공개한 SK하이닉스는 내년 상반기에 본격적으로 제품 양산에 돌입할 예정이다.

낸드플래시는 전원이 꺼져도 데이터가 저장되는 메모리 반도체다. 고용량 메모리가 필요해지면서 낸드플래시는 셀을 수직으로 쌓아 올리는 적층 방식으로 이를 해결했다. 2013년 삼성전자가 24단을 쌓아 올린 3차원 수직구조 낸드플래시 메모리를 선보이며 처음으로 '적층 시대'를 열었다. 24단이던 적층 단수를 10여 년 만에 SK하이닉스가 10배로 끌어올린 것이다.

또 SK하이닉스는 2018년 96단 낸드플래시 때부터 삼성의 3D 구조와 다른 4D 제품을 선보였다. 4D는 3D와 비교할 때 단위당 셀 면적이 줄어들면서도 생산 효율은 높아지는 장점이 있다는 게 SK하이닉스 측 설명이다. 이에 따라 238단 낸드는 단수가 높아졌을 뿐 아니라 세계 최소 사이즈로 만들어져 이전 세대인 176단보다 생산성이 34% 향상됐다. 238단의 데이터 전송 속도는 초당 2.4Gb로 이전 세대보다 50% 빨라졌다. 또 칩이 데이터를 읽을 때 쓰는 에너지 사용량은 기존보다 21% 줄었다고 회사 측은 설명했다.

'200단 낸드'는 지난달 27일 미국 마이크론이 처음으로 포문을 열었다. 2분기 실적발표 때 전작인 176단에 비해 데이터 처리 속도가 50% 빠른 232단 낸드플래시의 세계 첫 양산 소식을 전한 것이다. 기존보다 저장 공간을 더 확보하면서도 패키징 면적이 28% 줄어든 것이 이번 제품의 특징이다. 마이크론은 176단 낸드에서도 세계 첫 양산 소식을 알렸고, 이번에 200단 시대도 먼저 열면서 업계 1위 삼성전자와 기술 격차를 크게 좁혔다는 평가를 받는다.

마이크론과 SK하이닉스가 잇달아 200단 시대를 선언한 가운데 삼성전자는 움직이지 않고 있다. 전 세계 낸드플래시 시장에서 올해 1분기 삼성전자 시장점유율은 35.5%로 20년째 1등을 지키고 있다. 삼성전자도 200단이 넘는 기술은 이미 확보한 것으로 알려졌다. 현재 반도체연구소장을 맡고 있는 송재혁 부사장은 지난해 삼성전자 뉴스룸에 올린 기고문에서 "삼성전자는 이미 200단이 넘는 8세대 V낸드 동작 칩을 확보한 상황"이라며 "시장 상황과 고객 요구에 따라 적기에 제품을 선보일 수 있도록 만반의 준비를 하고 있다"고 전했다.

[이승훈 기자]

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