[문화뉴스 MHN 문정환 기자] SK하이닉스가 업계 최고층인 176단 512Gb(기가비트) TLC(Triple Level Cell) 4D 낸드플래시를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 176단 낸드 개발은 마이크론에 이어 업계 2번째다. SK하이닉스는 이 제품을 솔루션화하기 위해 지난달 컨트롤러 업체에 샘플을 제공했다.

SK하이닉스는 96단 낸드플래시부터 CTF(Charge Trap Flash)와 고집적 PUC(Peri Under Cell) 기술을 결합한 4D 제품을 시장에 선보이고 있다. 이번에 개발한 176단 낸드는 3세대 4D 제품으로 업계 최고 수준의 웨이퍼 당 생산 칩 수를 확보했다. 이를 통해 비트 생산성은 이전 세대보다 35% 이상 향상돼 차별화된 원가경쟁력을 갖출 수 있게 됐다. 2분할 셀 영역 선택 기술을 새롭게 적용해 셀에서의 읽기 속도는 이전 세대 보다 20% 빨라졌다. 또한 공정 수 증가 없이 속도를 높일 수 있는 기술도 적용해 데이터 전송 속도는 33% 개선된 1.6Gbps를 구현했다.

SK하이닉스는 내년 중반, 최대 읽기 속도 약 70%, 최대 쓰기 속도 약 35%가 향상된 모바일 솔루션 제품을 시작으로 소비자용 SSD와 기업용 SSD를 순차적으로 출시하는 등 응용처별 시장을 확대해 나갈 예정이다.

낸드플래시는 층수가 높아지면서 셀 내부의 전류 감소, 층간 비틀림 및 상하 적층 정렬 불량에 따른 셀 분포 열화 현상 등이 발생하게 된다. SK하이닉스는 이러한 어려움을 ▲ 셀 층간 높이 감소 기술 ▲ 층별 변동 타이밍 제어 기술 ▲ 초정밀 정렬 보정 등 혁신적인 기술로 극복하고 업계 최고 수준의 176단 낸드를 개발했다.

또한 176단 4D 낸드 기반으로 용량을 2배 높인 1Tb(테라비트) 제품을 연속적으로 개발해 낸드플래시 사업 경쟁력을 높여 나간다는 방침이다.

SK하이닉스 낸드개발 최정달 담당은 “낸드플래시 업계는 집적도 향상과 생산성 극대화를 동시에 달성하기 위해 기술 개발에 매진하고 있다”며 “SK하이닉스는 4D 낸드의 개척자로서 업계 최고의 생산성과 기술력으로 낸드플래시 시장을 선도해 나갈 것”이라고 말했다.

이번 SK하이닉스의 176단 낸드플래시 개발은 미국 마이크론에 이어 업계 2번째다. 마이크론은 지난 11월 9일(현지시간) '5세대 3D 낸드'라 명명한 176단 낸드플래시 메모리를 업계 최초로 양산에 성공하고 고객사에 출하를 시작한 바 있다.

낸드플래시 세계 시장 점유율 4위(SK하이닉스)와 5위(마이크론) 기업이 기존 경쟁 제품인 128단 낸드를 넘어 176단 낸드 개발을 발표하며, 메모리 반도체 쌓기 경쟁이 가속화되고 있다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면, 2020년 3분기 기준 SK하이닉스는 점유율 11.3%로 4위, 마이크론은 10.5%로 5위다. 삼성전자는 33.1%로 글로벌 점유율 1위지만, 아직 176단 낸드 개발에 성공하지 못했다.

한편, 시장조사기관 옴디아는 2020년 4,318억GB인 낸드플래시 시장이 2024년에는 13,662억GB로 확대되어 연평균 33.4% 성장할 것으로 예상하고 있다. 

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SK하이닉스, 176단 낸드플래시 개발...美 마이크론 이어 2번째
176단 512Gb TLC 개발 완료 및 샘플 제공 시작
셀 층고 획기적 감소 및 비트 생산성 35% 이상 향상시켜 업계 최고 수준 원가경쟁력 확보
내년 중반부터 솔루션 제품 출시 및 응용처별 시장 확대
마이크론 이어 SK하이닉스의 176단 낸드 개발로 메모리 반도체 적층 경쟁 가속화될 전망