美·中도 놀란 SK하이닉스 기술력…'세계 최고층' 238단 4D 낸드 개발
SK하이닉스가 현존 최고층 238단 낸드플래시 개발에 성공했다고 3일 발표했다. 최근 232단 낸드플래시를 개발한 미국 마이크론을 넘어서는 기술력이다. 올해 안에 200단을 넘겠다고 발표한 중국 반도체 기업 YMTC와의 기술 격차도 더 벌인 것으로 평가받는다.

SK하이닉스는 최근 238단 512Gb 기가비트(Gb) 트리플 레벨 셀(TLC) 4D 낸드플래시 샘플을 고객에게 출시했고, 내년 상반기 양산에 들어간다는 계획이다. 회사 측은 “2020년 12월 176단 낸드를 개발한 지 1년 7개월 만에 차세대 기술개발에 성공했다”며 “특히 이번 238단 낸드는 최고층이면서도 세계에서 가장 작은 크기의 제품으로 구현됐다는 데 의미를 둔다”고 밝혔다.

이번 238단은 단수가 높아진 것은 물론, 세계 최소 사이즈로 만들어져 이전 세대인 176단 대비 생산성이 34% 높아졌다. 이전보다 단위 면적당 용량이 커진 칩이 웨이퍼당 더 많은 개수로 생산되기 때문이다.

238단의 데이터 전송 속도는 초당 2.4Gb로 이전 세대 대비 50% 빨라졌다. 또, 칩이 데이터를 읽을 때 쓰는 에너지 사용량이 21% 줄어, 전력 소모 절감을 통해 ESG 측면에서 성과를 냈다고 회사는 보고 있다.
사진=연합뉴스
사진=연합뉴스
낸드플래시는 휘발성 메모리 반도체인 D램과 달리 전원을 꺼도 데이터가 날아가지 않는 ‘비휘발성’ 메모리 반도체다. 스마트폰에 사진 음악 동영상 등을 저장하고 꺼내 볼 수 있는 것은 모두 낸드플래시 덕분이다. '단'(段)은 낸드플래시가 데이터를 저장하는 셀의 층수다. 238단이란 셀을 238겹으로 쌓아 올렸다는 의미다. 몇 층으로 셀을 쌓을 수 있느냐에 따라 데이터 저장량이 결정된다.

TLC로 단위 면적당 저장 데이터도 늘어났다. 낸드플래시는 한 개의 셀(Cell)에 몇 개의 정보(비트 단위)를 저장하느냐에 따라 △싱글 레벨 셀(SLC·1개) △멀티 레벨 셀(MLC·2개) △트리플 레벨 셀(TLC·3개) △쿼드러플 레벨 셀(QLC·4개) △펜타 레벨 셀(PLC·5개) 등으로 규격이 나뉜다. 정보 저장량이 늘어날수록 같은 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다.

SK하이닉스는 2018년 개발한 낸드 96단부터 기존 3D를 넘어선 4D 제품을 선보여왔다. 4D는 3D 대비 단위당 셀 면적이 줄어들면서도 생산효율은 높아지는 장점을 가진다.

SK하이닉스는 이날 미국 산타클라라에서 개막한 반도체 국제 행사인 ‘플래시 메모리 서밋(Flash Memory Summit·FMS) 2022’에서 신제품을 공개했다. 행사 기조연설에 나선 최정달 SK하이닉스 부사장(낸드플래시개발 담당)은 “당사는 4D 낸드플래시 기술력을 바탕으로 개발한 238단을 통해 원가, 성능, 품질 측면에서 글로벌 톱클래스 경쟁력을 확보했다”며 “앞으로도 기술 한계를 돌파하기 위해 혁신을 거듭해 나갈 것”이라고 강조했다. 플래시 메모리 서밋은 매년 미국 캘리포니아 주 산타클라라에서 열리는 낸드플래시 업계 세계 최대 규모 콘퍼런스다. 올해 행사 기조연설에서 SK하이닉스는 낸드 솔루션 자회사인 솔리다임과 공동 발표를 진행한다.

SK하이닉스는 PC 저장장치인 cSSD(client SSD)에 들어가는 238단 제품을 먼저 공급하고, 이후 스마트폰용과 서버용 고용량 SSD 등으로 제품 활용 범위를 넓혀간다는 계획이다. 이어 내년에는 현재의 512Gb보다 용량을 2배 높인 1Tb 제품도 선보일 예정이다.

박신영 기자 nyusos@hankyung.com