차세대 낸드 패권 '하이브리드 본딩'이 가른다

삼성·SK, 10세대 공정에 도입
ICMS·HBF 등 신기술도 주목

낸드플래시 시장을 주도하기 위한 메모리 기업들의 기술 경쟁이 치열해지고 있다. 현존하는 기술을 뛰어넘는 ‘10세대 낸드(V10) 생산’에 앞장서 패권을 거머쥐겠다는 전략이다.

5일 업계에 따르면 삼성전자는 내년 업계 최고 수준인 430단 낸드플래시인 ‘10세대 낸드’를 양산할 예정이다. 낸드는 저장 공간인 셀을 겹겹이 쌓아 용량을 키울수록 고부가가치 제품으로 통한다. 초고층 아파트일수록 더 많은 사람이 거주할 수 있는 것과 같은 논리다. 자사 최고 사양인 286단 ‘9세대 낸드’를 이을 차세대 제품으로 300단대를 건너뛰고 400단대 제품을 선보여 초격차 간극을 벌리겠다는 의도로 풀이된다. SK하이닉스도 연내 양산을 목표로 300단대 중후반 낸드플래시를 개발 중이다.

두 회사는 10세대 낸드를 제조하기 위해 신공법인 ‘하이브리드 본딩(접합)’ 공정을 도입할 예정이다. 중국 메모리 반도체 업체 양쯔메모리테크놀로지(YMTC)가 2018년 처음으로 낸드플래시에 적용한 이 공법은 칩 두 개를 ‘범프’(전도성을 지닌 돌기) 없이 하나로 포개 기존보다 칩 성능을 끌어올린 패키징 기술이다. 하이브리드 본딩을 적용한 300단 이상 낸드는 아직 세상에 나온 적이 없다. ‘꿈의 반도체 공정’으로 불리는 이 공법을 가장 빠르게 구현해낸 기업이 향후 시장에서 주도권을 쥘 것이라는 전망이 나오는 이유다.

‘단수 높이기’ 경쟁을 넘어 신종 낸드 기술도 주목받고 있다. 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 올해 초 차세대 인공지능(AI) 가속기 베라루빈에 신개념 저장장치(ICMS)를 도입하기로 했다. 이 저장장치를 내장한 베라루빈 풀세트는 대당 1162테라바이트(TB) 규모의 낸드플래시 기반 차세대 고성능 데이터 저장장치(SSD)가 필요하다. 낸드플래시를 활용해 고대역폭메모리(HBM) 등의 의존도를 줄여 가격을 잡고 성능을 극대화하는 게 장점으로 꼽힌다. 엔비디아의 ICMS 최대 공급자는 삼성전자로 알려져 있다.

차세대 AI 서버용 메모리 반도체로 불리는 ‘고대역폭플래시(HBF)’도 주목받는다. 3차원(3D) 낸드플래시를 수직으로 쌓아 만드는 대용량 데이터 저장장치로, 삼성전자와 SK하이닉스가 개발 중이다.

원종환 기자 won0403@hankyung.com