'200단' 장벽 돌파·'페타바이트'급 저장.. 세계가 깜짝

SK하이닉스 238단 세계 最高 낸드 개발
최소 크기 구현.. 생산성 34%↑
삼성, 20배 빠른 메모리 공개
SK, 238단 낸드 2023년께 양산
전송 속도 빠르고 전력 소모↓
삼성, 20년째 낸드시장 정상
초격차 유지하며 입지 굳히기

미·중 반도체 패권 경쟁이 심화하는 상황에서 국내 반도체 기업들이 앞선 기술력을 바탕으로 ‘초격차’를 유지하며 세계 반도체 시장에서 입지를 더욱 단단히 굳히고 나섰다. SK하이닉스는 경쟁사들을 제치고 현존 최고층 238단 낸드 개발에 성공해 내년 상반기 양산에 돌입하기로 했다. 20년 연속 낸드플래시 세계 1위 자리를 지키고 있는 삼성전자도 일반 제품보다 속도가 최대 20배 빠른 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등 차세대 기술을 대거 선보였다.

SK하이닉스는 2일(현지시간) 미국 캘리포니아 샌타클래라 컨벤션센터에서 열린 세계 최대 플래시 메모리 콘퍼런스 ‘플래시 메모리 서밋(FMS) 2022’에서 신제품 238단 512기가비트(Gb) 티엘씨(TLC·3층 셀구조) 4차원(4D) 낸드플래시 신제품을 공개하고 샘플을 고객에게 출시했다고 밝혔다.

2일(현지시간) 미국 캘리포니아 샌타클래라 컨벤션센터에서 열린 세계 최대 플래시 메모리 콘퍼런스 ‘플래시 메모리 서밋(FMS) 2022’에서 우리나라 기업들이 세계 최고 기술 신제품을 잇달아 선보였다. SK하이닉스의 현존 최고층 238단 512Gb TLC 4D 낸드플래시. SK하이닉스 제공

238단 낸드는 최고층이면서도 세계에서 가장 작은 크기의 제품으로 구현됐다는 의미가 있다고 SK하이닉스는 설명했다.

적층은 빌딩처럼 셀을 수직으로 쌓아 올려 데이터 용량을 늘리는 기술로, 낸드플래시 경쟁력의 핵심 요소로 꼽힌다. 기술장벽의 한계로 여겨지던 ‘200단’의 벽을 넘은 것은 미국 반도체 업체인 마이크론에 이어 두 번째다. 238단은 최근 마이크론이 출시한 232단 낸드 제품보다 6단 더 높다.

이번 신제품은 단수가 높아진 것은 물론 세계 최소 사이즈로 만들어져 이전 세대인 176단 대비 생산성이 34% 높아졌다. 이전보다 단위 면적당 용량이 커진 칩이 웨이퍼당 더 많은 개수로 생산되기 때문이다. 데이터 전송 속도는 초당 2.4Gb로 이전 세대 대비 50% 빨라졌다. 또 칩이 데이터를 읽을 때 쓰는 에너지 사용량이 21% 줄어 소모 전력도 절감돼 친환경적이라고 SK하이닉스는 밝혔다.

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

삼성전자도 이날 콘퍼런스에서 인공지능(AI)과 메타버스, 사물인터넷(IoT), 미래차 등 기술 발전으로 급격히 늘어난 방대한 데이터를 효율적으로 신속하게 처리할 수 있는 차세대 메모리 솔루션을 선보였다.

삼성전자는 글로벌 기업들과 고용량 SSD 개발을 협력하고 있으며, 이를 통해 저장용량을 획기적으로 늘린 ‘페타바이트(1000조바이트)’급 스토리지 시스템 구현이 가능하다고 설명했다. 페타바이트 스토리지는 최소한의 서버로 많은 양의 데이터를 처리할 수 있고, 효율적인 서버 운영으로 에너지 사용도 최소화하는 장점이 있다.

일반 SSD보다 임의읽기 속도와 응답 속도를 최대 20배까지 향상시킬 수 있는 삼성전자의 메모리 시맨틱 SSD. 삼성전자 제공

삼성전자는 차세대 메모리 인터페이스 ‘컴퓨트 익스프레스 링크’(CXL)를 적용한 ‘메모리 시맨틱 SSD’ 기술도 개발 중이다. CXL 인터페이스를 적용한 메모리 시맨틱 SSD는 AI, 머신러닝(ML) 분야에서 일반 SSD보다 임의읽기 속도와 응답 속도를 최대 20배까지 향상시킬 수 있다고 삼성전자는 강조했다.

삼성전자의 ‘텔레메트리’ 기술은 SSD가 사용되는 환경에서 발생할 수 있는 이상점을 사전에 감지해 리스크를 방지해주는 기술이다. SSD 내부에 탑재된 낸드플래시, D램, 컨트롤러 등의 소자뿐 아니라 SSD의 메타데이터를 분석해 발생 가능한 이슈를 사전에 발견해 고객의 안정적인 서버 운영을 지원할 수 있다.

또한 삼성전자는 지난해 5월 업계 최초로 개발한 차세대 메모리반도체 규격 ‘UFS 4.0’ 메모리를 이달부터 양산할 계획이라고 밝혔다. 삼성전자 UFS 4.0 메모리는 고해상도 콘텐츠, 고용량 모바일 게임 등 신속한 대용량 처리가 필수인 플래그십 스마트폰의 핵심 솔루션이 될 것으로 기대된다고 삼성전자는 설명했다.

삼성전자 메모리사업부 솔루션개발실 최진혁 부사장은 이날 기조연설에서 “삼성전자는 데이터의 이동·저장·처리·관리 등 각 분야에 맞는 혁신적인 반도체 솔루션을 통해 인공지능과 머신러닝 등 다양한 시장을 선도해 나갈 것”이라고 말했다.

국내 기업들은 기술력을 앞세워 낸드플래시 분야에서 세계 시장 점유율 절반 이상을 차지하고 있다. 글로벌 시장조사기관 옴디아에 따르면 삼성전자의 올해 1분기 낸드플래시 매출은 63억3400만달러(약 8조3102억원)로, 직전 분기보다 2.3%포인트 오른 35.5%의 점유율로 1위를 유지했다. 2위는 일본 반도체 기업 키옥시아(19.0%), 3위는 SK하이닉스(18.1%)였다.

남혜정 기자 hjnam@segye.com