삼성, 메모리 초격차 굳힌다…286단 V낸드 세계 첫 양산

소비전력 10%↓…속도 33%↑

삼성전자가 최고 적층(저장공간인 셀을 쌓아 올린 것) 단수인 286단을 적용한 ‘9세대 V(vertical·수직) 낸드플래시’ 생산에 들어갔다. 286단은 기존 제품(236단)보다 50단 높은 것으로 현 기술로 구현할 수 있는 최고 단수다. 삼성전자가 메모리반도체 경쟁력 저하에 대한 우려를 떨쳐내고 ‘기술 초격차’에 재시동을 걸었다는 평가가 나온다.

▶본지 4월 11일자 A19면 참조

사진=연합뉴스

삼성전자는 23일 “‘더블 스택’ 기술로 구현할 수 있는 최고 단수 제품인 9세대 V낸드를 양산한다”고 발표했다. 9세대 V낸드는 현재 삼성전자의 주력 제품인 236단 8세대 V낸드의 뒤를 잇는 최첨단 제품이다. SK하이닉스, 마이크론, 키오시아 등 경쟁 업체는 218~238단 제품을 판매하고 있다.

낸드 기업들은 저장공간인 셀을 여러 층 쌓아 저장 용량을 키우는 ‘적층 경쟁’을 벌이고 있다. 아파트 층수가 많을수록 더 많은 사람이 거주할 수 있는 것과 비슷한 이치다. 삼성의 9세대 V낸드는 저장 용량을 늘렸을 뿐 아니라 소비전력을 10% 줄이고, 데이터 입출력 속도(최대 3.2Gbps)는 33% 끌어올렸다. 고용량·고성능·저전력소비 낸드가 필요한 인공지능(AI)·클라우드 서버 업체의 ‘러브콜’이 쏟아질 것으로 업계가 예상하는 이유다.

눈에 띄는 것은 더블 스택 적층 기술을 활용했다는 점이다. 더블의 의미는 쌓아 올린 저장공간인 셀을 전기적으로 연결하는 ‘채널 홀’을 두 번 뚫는다는 뜻이다. 채널 홀을 적게 뚫을수록 생산성이 높아진다.

한동안 업계에서는 기술적 한계로 300단 안팎의 제품을 제조하려면 ‘트리플 스택’을 쓸 수밖에 없다는 관측을 내놨었다. 삼성 관계자는 “세계 최고 수준의 적층 기술을 확보한 덕분에 더블 스택으로 최고 단수의 낸드 양산에 성공했다”고 말했다.

저전력·고성능 최첨단 낸드로 삼성, AI 서버용 반도체 공략
前세대보다 저장밀도 1.5배 늘어…내년 하반기 430단 양산할 듯

삼성전자는 9세대 V낸드플래시에 다양한 신기술을 적용했다. 제품 크기를 줄이면서 적층 단수를 높이려면 새로운 방식이 필요했기 때문이다.

우선 저장 공간인 셀의 면적을 축소하기 위해 동작하지 않는 면적을 줄이는 ‘더미 채널 홀(Dummy Channel Hole) 제거 기술’을 활용했다. 셀의 크기가 줄면서 생기는 간섭 현상을 제어하기 위해 ‘셀 간섭 회피 기술’과 ‘셀 수명 연장 기술’을 적용했다. 그 덕분에 낸드플래시 경쟁력의 척도인 ‘비트 밀도’(bit density·단위 면적당 저장되는 비트 수)를 8세대보다 1.5배 늘렸다.

차세대 낸드플래시 인터페이스(기술 규격)인 ‘토글(Toggle) 5.1’도 활용했다. 이를 통해 8세대 V낸드 대비 33% 향상된 최대 3.2Gbps(초당 기가비트)의 데이터 입출력 속도를 구현했다. 저전력 설계 기술을 통해 이전 세대 제품 대비 소비 전력을 10% 정도 개선했다.

삼성전자는 이 제품을 앞세워 데이터저장장치(SSD) 시장의 주도권을 확실하게 잡는다는 계획이다. 대용량 데이터 처리가 필수인 인공지능(AI) 시대를 맞아 고용량·고성능 낸드플래시와 SSD 수요가 급증하고 있어서다. 시장조사업체 옴디아에 따르면 글로벌 낸드플래시 시장 규모는 지난해 387억달러에서 2028년 1148억달러로 연평균 24% 성장할 전망이다.

삼성전자는 올해 V9 출시 이후 내년엔 400단대 제품을 내놓을 계획이다. 시장조사업체 테크인사이츠는 삼성전자가 내년 하반기 430단 낸드플래시인 10세대 V낸드 양산에 들어갈 것으로 예상했다. V10부터는 ‘트리플 스택’을 활용할 수밖에 없는 만큼 300단대 중후반 제품을 건너뛰고 곧바로 400단대로 직행하는 전략을 세운 것이다.

허성회 삼성전자 메모리사업부 플래시개발실장(부사장)은 “극한의 기술 혁신을 통해 생산성과 제품 경쟁력을 높였다”며 “9세대 V낸드를 통해 AI 시대에 대응하는 초고속·초고용량 SSD 시장을 선도할 것”이라고 말했다.

황정수/김채연 기자 hjs@hankyung.com