“삼성전자 또 세계 최초”…초고용량 9세대 낸드 양산 돌입

3차원 수직구조 낸드플래시
데이터입출력 속도 60%↑
“기업용 SSD 리더십 부각”

삼성전자가 12일 업계 최초 양산을 시작한 QLC 9세대 V낸드 제품 [삼성전자]

삼성전자가 1조 비트의 셀을 단일 칩에 구현한 ‘1Tb(테라비트) QLC(쿼드레벨셀) 9세대 V낸드(3차원 수직구조 낸드플래시)’를 업계 최초로 양산했다고 12일 밝혔다. 이는 인공지능(AI) 시대 초고용량 서버 SSD(솔리드스테이트드라이브)에 최적화된 제품이다.

삼성전자는 지난 4월 하나의 셀에 3비트 데이터를 기록할 수 있는 고성능 트리플레벨셀(TLC) 9세대 V낸드를 처음 양산하기 시작한 데 이어 4개월 여만에 셀 하나에 4비트 데이터를 기록하는 고용량 QLC 9세대 V낸드까지 선보이면서 고단 적층 기술 한계를 뛰어넘고 있다.

낸드플래시는 데이터 저장 단위인 셀을 몇 비트로 저장하는지에 따라 SLC(1비트), MLC(2비트), TLC(3비트), QLC(4비트) 등으로 구분된다. 비트 수가 늘어날수록 더 많은 용량을 집적할 수 있다.

삼성 QLC 9세대 V낸드는 △채널 홀 에칭 △디자인드 몰드 △예측 프로그램 △저전력 설계 등의 혁신 기술을 집약한 신제품이다.

‘채널 홀 에칭’은 몰드 층을 순차적으로 적층한 다음 한 번에 전자가 이동하는 홀(채널 홀)을 만드는 기술이다. 이번 QLC 9세대 V낸드는 채널 홀 에칭 기술을 활용해 공정을 두 번 진행하는 ‘더블 스택’ 구조로 업계 최고 단수를 구현해냈고 셀과 페리의 면적을 최소화해서 이전 세대 QLC V낸드보다 비트 밀도를 약 86% 높였다.

또 삼성은 셀을 동작시키는 워드라인(WL, 트랜지스터 on·off 담당배선) 간격을 조절해 적층하는 기술인 ‘디자인드 몰드’를 통해 셀 특성을 균일화하고 최적화했다. 이에 따라 QLC 9세대 V낸드 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 20% 높여 제품 신뢰성을 향상시켰다.

삼성전자가 12일 업계 최초 양산을 시작한 QLC 9세대 V낸드 제품 [삼성전자]

아울러 셀의 상태 변화를 예측해 불필요한 동작을 최소화하는 ‘예측 프로그램 기술’은 삼성 QLC 9세대 V낸드 쓰기 성능을 이전 세대제품보다 100%, 데이터 입출력 속도를 60% 각각 개선했다. 낸드 셀을 구동하는 전압을 낮추고 필요한 BL(비트 라인)만 센싱해서 전력소모를 최소화한 저전력 설계 기술에 힘입어 신제품의 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 약 30%, 50% 감소했다.

허성회 삼성전자 메모리사업부 플래시개발실 부사장은 “9세대 TLC 양산 4개월 만에 9세대 QLC V낸드 양산에 성공하면서 AI용 고성능·고용량 SSD 시장이 요구하는 최신 라인업을 모두 갖췄다”며 “최근 AI용 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장 리더십도 더욱 부각될 것”이라고 강조했다.

삼성전자는 앞으로 모바일 고성능·저전력 메모리 솔루션인 UFS, PC, 서버SSD 등 QLC 9세대 V낸드 기반 제품 응용처를 점차 확대할 계획이다.