삼성전자, 업계 최초 ‘QLC 9세대 V낸드’ 양산

초고용량 서버용 SSD 위한 제품

삼성전자가 AI시대를 맞아 초고용량 서버 SSD를 위한 ‘1Tb QLC(Quad Level Cell) 9세대 V낸드’를 업계 최초로 양산했다고 12일 밝혔다.

QLC 9세대 V낸드. 삼성전자 제공

1Tb(테라비트) V낸드는 1조 비트의 셀을 단일 칩 안에서 구현한 제품이고 QLC는 하나의 셀에 4bit 데이터를 기록할 수 있는 구조를 말한다. 삼성전자는 지난 4월 ‘TLC 9세대 V낸드’를 최초 양산한데 이어 QLC 제품까지 선보이며 고용량·고성능 낸드플래시 시장 리더십을 굳건히 했다. TLC(Triple Level Cell)란 하나의 셀에 3bit 데이터를 기록할 수 있는 구조다.

삼성 9세대 V낸드는 독보적인 ‘채널 홀 에칭(Channel Hole Etching)’ 기술을 활용해 더블 스택 구조로 업계 최고 단수를 구현해 냈다. 채널 홀 에칭이란 몰드층을 순차적으로 적층한 다음 한 번에 전자가 이동하는 홀(채널 홀)을 만드는 기술이다. 더블 스택은 채널 홀 공정을 두 번 진행해 만든 구조다.

이번 QLC 9세대 V낸드는 셀과 페리(Peripheral·셀의 동작을 관장하는 각종 회로들로 구성)의 면적을 최소화해 이전 세대 QLC V낸드 대비 약 86% 증가한 업계 최고 수준의 비트 밀도를 자랑한다.

V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층간, 층별 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 더욱 중요해졌다. 이를 위해 삼성전자는 ‘디자인드 몰드(Designed Mold)’ 기술을 활용했다. 몰드란 셀을 동작시키는 WL(Word Line)의 층이다.

‘디자인드 몰드’란 셀 특성 균일화, 최적화를 위해 셀을 동작시키는 WL(Word Line)의 간격을 조절하여 적층하는 기술로, 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 약 20% 높여 제품 신뢰성을 향상했다. WL(Word Line)은 트랜지스터의 on/off를 담당하는 배선이다.

이번 9세대 QLC는 셀의 상태 변화를 예측하여 불필요한 동작을 최소화하는 ‘예측 프로그램(Predictive Program) 기술’ 혁신을 통해 이전 세대 QLC 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선했다.

또한 낸드 셀을 구동하는 전압을 낮추고 필요한 BL(Bit Line)만 센싱해 전력 소모를 최소화한 ‘저전력 설계 기술’을 통해 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 약 30%, 50% 감소했다. BL은 데이터 쓰기, 읽기 역할을 담당하는 배선이다. WL(Word Line)과 함께 Cell Array를 이룬다.

삼성전자는 브랜드 제품을 시작으로 향후 모바일 UFS, PC 및 서버 SSD 등 QLC 9세대 V낸드 기반 제품 응용처를 점차 확대할 계획이다. UFS(Universal Flash Storage)란 초소형 폼팩터의 고성능·저전력 메모리 설루션이다.