SK하이닉스, 업계 최고 72단 3D 낸드플래시 개발

업계 최초 72단 256Gb 3D 낸드...48단 대비 생산성 30% 향상

하반기 양산...고성능·고신뢰성·저전력 구현으로 경쟁력 '업'

SK하이닉스 72단 3D 낸드플래시 칩(오른쪽)과 이를 적용해 개발 중인 1테라바이트(TB) 솔리드스테이트드라이브(SSD).ⓒSK하이닉스

SK하이닉스(대표 박성욱)는 업계 최초로 4세대 72단 256기가비트(Gb) 트리플레벨셀(TLC·Triple Level Cell) 3D(3차원) 낸드플래시 개발에 성공했다.

이번에 개발에 성공한 제품은 현재 양산 중인 3세대 48단 3D 낸드보다 데이터를 저장하는 셀(Cell)을 1.5배 더 쌓아 효율성을 높인 것이 특징이다. 256Gb 낸드는 칩(Chip) 하나만으로도 32기가바이트(GB) 용량의 저장장치를 만들 수 있다.
또 데이터 저장 방식으로 셀 하나에 3비트를 저장하는 TLC를 적용, 싱글레벨셀(SLC)과 멀티레벨셀(MLC)에 비해 각각 3배와 1.5배 더 많은 데이터를 저장할 수 있게 했다. 이를 통해 제품의 고용량 구현과 함께 생산원가 효율성을 높일 수 있게 했다.

3D 낸드플래시 제품은 적층수 증가에 따라 공정 난이도가 높아지는데 업계 최고인 72단을 쌓아 올려 이를 극복한 것이다. 72단 256Gb 3D 낸드플래시는 72층 빌딩 약 40억 개를 10원짜리 동전 면적에 구현하는 것에 비유할 수 있는 수준의 기술이라고 회사 측은 설명했다.

특히 기존 대비 적층수를 1.5배 높이고 기존 양산 설비를 최대한 활용해 현재 양산 중인 48단 제품보다 생산성을 30% 향상했다. 또 칩 내부에 고속 회로 설계를 적용해 칩 내부 동작 속도를 2배 높이고 읽기와 쓰기 성능을 20% 가량 끌어올렸다.

최근 반도체업계에서는 낸드플래시 제품을 2D에서 3D로 빠르게 전환하고 있다. 이는 데이터를 저장하는 셀을 평면으로 배치하는 2D에 비해 3D는 수직으로 쌓기 때문에 같은 설계 공간에서 얻을 수 있는 저장 용량이 크게 늘어날 수 있다는 장점 때문이다.

삼성전자는 지난해 4세대 3D낸드인 64단 V낸드 양산에 성공한데 이어 올해 들어 5세대인 96단 V낸드 개발을 시작한 것으로 알려졌다

SK하이닉스는 이번에 개발에 성공한 72단 3D 낸드 제품을 하반기부터 양산할 계획으로 스마트폰 등 모바일기기와 솔리드스테이트드라이브(SSD·Solid State Drive)용으로 적용해 나갈 예정이다. 현재 이들 제품에 적용하기 위한 개발이 진행 중이다.

회사측은 이번 신제품이 양산되면 고성능·고신뢰성·저전력 구현이 가능해 3D 낸드 기반 솔루션 사업 경쟁력을 한층 강화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

김종호 SK하이닉스 마케팅본부장은 “현존 최고의 생산성을 갖춘 3D 낸드 제품 개발을 완료하고 올해 하반기부터 본격 양산함으로써 전 세계 고객에 최적의 스토리지 솔루션을 제공할 수 있게 됐다”며 “SSD와 스마트폰 등 모바일 시장으로 솔루션 제품 전개를 확대해 D램에 편중된 사업 구조 개선을 적극 추진할 것”이라고 밝혔다.