SK하이닉스, 세계 최초 6세대 128단 낸드 양산

웨이퍼당 생산성 40% 개선
2TB 5G 스마트폰도 출시 가능

[아시아경제 안하늘 기자] SK하이닉스는 세계 최초로 6세대 128단 4D 낸드플래시를 개발ㆍ양산하는데 성공했다고 26일 밝혔다. 낸드 시장에서 세계 1위를 달리는 삼성전자는 현재 5세대 92단 제품을 양산하고 있다. SK하이닉스는 지난해 10월 96단 4D 낸드플래시를 개발한 바 있다.

SK하이닉스가 이번에 양산하는 128단 낸드는 업계 최고 적층으로, 한 개의 칩에 3bit(비트)를 저장하는 낸드 셀(Cell) 3600억개 이상이 집적된 1테라비트(Tb) 제품이다.

낸드플래시는 전원이 꺼져도 데이터가 삭제되지 않는 '비휘발성' 메모리다. 기존에는 평면 구조의 2D 제품이 주류였지만 2010년대 들어 미세공정의 벽에 부딪혔고, 해결책으로 나온 게 3D 낸드다. 넓은 평면에 1층짜리 주택 형태였던 반도체를 수직으로 높이 쌓아올려 아파트처럼 만든 것이다.

SK하이닉스는 기존 3D 낸드에 자체 기술인 PUC를 적용, 한 단계 진화했다는 의미로 '4D'를 설명한다. PUC는 셀 작동을 관장하는 주변부 회로(페리)를 데이터 저장 영역(셀) 아래에 배치해 공간 효율을 높인 게 핵심이다. 아파트 옥외 주차장을 지하 주차장으로 구조 변경해 공간 효율을 극대화한 것에 비유할 수 있다.

이와 함께 이 제품은 TLC(3비트 단위로 데이터 저장) 낸드로는 업계 최고 용량인 1Tb를 구현했다. 기존에 SK하이닉스를 포함한 다수 업체가 96단 등으로 QLC(4비트 단위로 데이터 저장) 1Tb급 제품을 개발한 바 있다. QLC는 고용량 제품을 만드는데는 이점이 있지만 성능과 신뢰성에 한계가 있다는 지적을 받아왔다.

이번에 개발한 128단 1Tb 4D 낸드는 웨이퍼당 비트 생산성이 기존 96단 4D 낸드 대비 40% 향상됐다. 또 동일한 4D 플랫폼을 활용, 전체 공정수를 5% 줄였다. 이를 통해 128단 낸드로의 전환 투자비용을 이전 세대에 비해 60% 절감할 수 있다.

이 제품을 통해 고성능 저전력 모바일 솔루션 및 기업용 솔리드스테이트드라이브(SSD)의 구현이 가능하다.

SK하이닉스는 내년 상반기에 차세대 UFS 3.1 제품을 개발해 스마트폰 주요 고객의 5G 등 플래그십 모델에 공급할 예정이다. 현재 스마트폰 업계 최대 용량인 1TByte(테라바이트) 제품의 경우 소비전력은 20% 낮아지고, 패키지(Package) 두께도 1mm로 얇아진다. 업계 최고인 2TB 저장용량을 갖는 5G 스마트폰 구현도 가능해진다.

오종훈 SK하이닉스 GSM담당 부사장은 "128단 4D 낸드로 SK하이닉스는 낸드 사업의 근원적 경쟁력을 확보하게 됐다"면서 "업계 최고 적층, 최고 용량을 구현한 이 제품으로 고객들이 원하는 다양한 솔루션을 적기에 제공할 것"이라고 말했다.

안하늘 기자 ahn708@asiae.co.kr