"5년 후 1테라비트 낸드플래시 출시"
[서울파이낸스 임현수기자] 삼성전자가 세계 최초로 3차원 메모리 반도체 양산을 시작하며 테라 비트 급의 대용량 낸드플래시 시대 개막을 예고했다.
6일 삼성전자는 6일 반도체 미세화 기술의 한계를 극복한 신개념 3차원 수직구조 낸드(3D Vertical NAND, 3D V-NAND) 플래시 메모리의 양산을 시작했다고 밝혔다.
낸드플래시는 전원이 꺼져도 데이터가 그대로 저장되는 메모리 반도체로 스마트폰 등에 음악, 사진, 동영상 등을 저장하는 역할을 하며 HDD를 대체하는 SSD(Solid State Drive)에도 탑재된다.
3차원 V낸드의 등장은 메모리 기술의 대전환이라 할만하다. 기존 낸드플래시 메모리는 수평 구조의 2차원 셀의 간격을 좁히는 미세화 경쟁이었다. 하지만 최근 이런 미세화 공정은 10나노급까지 진입하며 한계에 부딪혔다. 셀 간 간격이 너무 좁아져 전자가 누설되는 '간섭현상'이 심화됐기 때문이다.
삼성전자는 이를 셀을 옆으로 누인 뒤 다시 위로 쌓아올리는 '구조 혁신'과 '공정 혁신'을 통해 해결했다. 이는 삼성전자가 독자적으로 개발한 '3차원 원통형 CTF(3D Charge Trap Flash) 셀구조'와 '3차원 수직적층 공정' 때문이다. 이밖에도 삼성전자는 3차원 V낸드를 10년 동안 연구해오면서 300여건 이상의 핵심특허를 확보해 한국, 미국, 일본을 비롯한 세계 각국에 출원까지 마쳤다.
삼성전자는 3차원 V낸드를 고층빌딩에 비유했다. 최정혁 삼성전자 메모리사업부 플래시개발실장(전무)는 "셀을 집이라고 가정하면, 이웃집과의 거리가 가까워질수록(미세공정) 소음(간섭현상)이 심해지는 현상과 같은 것"이라며 "집 간 간격을 줄이는 대신 위로 쌓는 아파트를 만든 것이라고 보면 된다"고 설명했다.
이에 따라 난관에 봉착했던 낸드플래시의 대용량화에 새로운 전기가 마련됐다는 평가다. 삼성전자가 이번에 양산을 시작하는 3D V낸드 플래시 메모리만 해도 업계 최대 용량인 128기가비트 제품이다. 삼성전자는 이를 수년 내에 테라비트(1가기비트의 1024배) 이상으로 끌어올릴 예정이다.
최 전무는 "지금 24단을 시작으로 앞으로 테라비트까지 계속 발전시킬 계획"이라며 "(1테라비트는) 5년 내에 가능하지 않을까 생각한다"라고 말했다.
이밖에 삼성의 이번 혁신은 낸드 플래시 메모리의 쓰기 속도와 셀 수명 역시 증가시켰다. 쓰기속도는 2배 이상 빨라지고 셀 수명인 쓰기 횟수는 제품별로 최소 2배에서 최대 10배까지 높일 수 있다. 소비전력도 절반으로 줄어들었다.
삼성전자는 3D V낸드 제품을 데이터센터나 서버용 SSD 등에 먼저 사용할 예정이다. 제품 생산은 이미 화성 라인에서 양산에 돌입했고 중국 시안 반도체 공장이 완성되는 대로 그곳에서도 생산할 예정이다.
