[비즈S+] "누가 더 높이 쌓나"… 반도체업계, 낸드 적층 경쟁

SK하이닉스가 세계 최고층 238단 4D 낸드 양산을 시작했다. / 사진=SK하이닉스

SK하이닉스가 세계 최고층인 238단 4D 낸드플래시 양산에 돌입하면서 글로벌 반도체 업계의 낸드 적층 경쟁이 한층 치열해 질것으로 보인다.

11일 업계에 따르면 SK하이닉스는 238단 낸드를 기반으로 스마트폰과 PC용 cSSD 솔루션 제품을 개발해 5월부터 양산을 시작했다. 지난해 8월 238단 개발을 발표한 지 9개월여 만이다.

낸드플래시는 전원이 꺼지면 저장된 자료가 사라지는 D램이나 S램과 달리 전원이 없는 상태에서도 데이터가 계속 저장되는 비휘발성 플래시메모리다. 주로 스마트폰이나 PC의 주저장장치로 활용되며 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 인공지능(AI)의 개발과 함께 수요가 증가하고 있다.

현재 글로벌 낸드플래시 시장은 5개 업체가 경쟁하고 있다. 1위는 삼성전자다. 타이완 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 기준 낸드 시장에서 삼성전자의 점유율은 34.0%로 경쟁사들을 크게 앞선다.

2위는 일본 키옥시아(21.5%)이며 3위는 인텔 낸드 사업부(솔리다임)를 인수한 SK하이닉스(15.3%)다. 4위는 웨스턴디지털(15.2%), 5위는 마이크론(10.3%)이 차지하고 있다.

낸드플래시는 2010년대 들어 평면 구조인 메모리의 물리적 한계를 극복하기 위해 데이터를 저장하는 셀을 수직(V)으로 쌓는 방식이 보편화 돼 있다. 셀을 얼마나 높이 쌓느냐에 따라 좁은 면적에 더 많은 데이터를 저장할 있기 때문에 적층 단수가 중요하다.

수직으로 셀을 쌓는 개념을 세계 최초로 선보인 업체는 삼성전자다. 삼성전자는 2013년 24단(1세대) 3차원(3D) V낸드 제품을 발표하며 반도체 업계의 혁신을 주도했고 2014년 32단 2세대에 이어 48단(3세대), 64단(4세대), 92단(5세대), 100단 이상(6세대)까지 세계 최초 기록을 갈아치우며 초격차를 유지해왔다.

하지만 2019년부터 후발주자들이 삼성전자보다 더 높은 낸드를 먼저 선보이며 최고층 경쟁이 본격화됐다. SK하이닉스는 2019년 세계 최초로 128단 낸드 개발에 성공했고 마이크론은 2020년 176단 낸드를 최초로 선보였다.

200단 이상 8세대 낸드도 후발주자들이 먼저 다다랐다. 마이크론은 지난해 7월 232단 제품 양산을 발표하자 한달 뒤 SK하이닉스가 238단 개발을 완료했다. 삼성전자는 지난해 11월 236단으로 추정되는 8세대 V낸드 양산을 시작했다.

적층 경쟁은 한층 치열해질 것으로 보인다. 키옥시아는 웨스턴디지털과 218단 3D 낸드를 올해 양산해 200단 이상 대열에 합류할 예정이다.

300단이 넘는 최고층 낸드 시대도 곧 열린다. SK하이닉스는 올해 초 글로벌 국제고체회로학회(ISSCC)에서 300단 1Tb 낸드 기술 논문을 발표했다. SK하이닉스가 300단 낸드 개발에 성공한다면 내년 이후 양산에 들어갈 것으로 예상된다. 마이크론도 내년 이후 300단 이상을 준비 중이다.

V낸드 기술의 원조인 삼성전자도 초격차 경쟁력을 강화한다. 삼성전자는 2024년엔 9세대(280단 예상) V낸드를 양산하고 2030년까지 1000단 V낸드를 개발해 압도적인 초격차를 유지할 계획이다.

이한듬 기자 mumford@mt.co.kr
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