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SK하이닉스, 96단 4D 낸드 개발 성공 … 반도체 위기론 돌파

SK하이닉스가 개발한 96단 512Gbit 4D 낸드플래시와 솔루션 제품들. [사진 SK하이닉스]

SK하이닉스가 개발한 96단 512Gbit 4D 낸드플래시와 솔루션 제품들. [사진 SK하이닉스]

SK하이닉스가 낸드플래시 중 가장 많은 층수를 쌓은 96단 4D(4차원) 낸드플래시 개발에 성공했다. SK하이닉스는 4일 “3D 낸드플래시에 주로 적용되는 CTF구조에 PUC 기술을 결합한 96단 512Gbit(기가비트) 4D 낸드플래시를 지난달 세계 최초로 개발해 연내 초도 양산에 들어간다”고 발표했다. 96단 낸드플래시는 세계 1위인 삼성전자와 2위인 도시바메모리가 올해 하반기에 양산을 시작한 현존 최고 성능의 낸드플래시다.
 

청주 공장서 연내 양산 들어가
칩 크기 줄고 성능 1.5배 향상
스마트폰용 패키지 탑재 가능

지난해 4월 72단 3D 낸드플래시를 개발한 SK하이닉스는 약 1년 6개월 만에 96단 기술까지 완성했다. 칩 사이즈는 기존 72단 512Gbit 3D 낸드보다 30% 이상 작다. 작은 크기 덕분에 스마트폰용 모바일 패키지에도 탑재가 가능하다. 웨이퍼 당 비트 생산도 1.5배 향상됐다. 동시에 처리가 가능한 데이터양은 업계 최고 수준인 64KByte(킬로바이트)로 2배 늘었다. 신제품 칩 하나로 기존 256Gbit 3D 낸드 2개를 대체할 수 있다. SK하이닉스 측은 “쓰기와 읽기 성능이 기존 72단 제품보다 각각 30%, 25% 향상됐다”고 강조했다.
 
SK하이닉스가 이번에 ‘세계 최초’ 타이틀을 붙인 이유는 기존 일부 업체들이 2D 낸드에서 채용하던 구조(플로팅 게이트) 대신 3D 낸드에서 쓰는 CTF(Charge Trap Flash) 구조에 PUC(Peri Under Cell)  기술을 결합했기 때문이다. PUC기술은 데이터를 저장하는 셀 영역 하부에 셀 작동을 관장하는 주변부(Peri) 회로를 배치하는 기술이다. 아파트(낸드플래시)에 필요한 주차장을 건물 옆에 짓다가 공간 효율을 높이기 위해 지하에 설치한 것과 비슷한 원리다.
 
SK하이닉스는 이번 96단 4D 낸드플래시를 지난달 충북 청주시에 준공해 본격적인 가동에 들어간 M15 공장에서 양산할 예정이다.
 
이번 신제품 개발로 낸드플래시 시장에서 상대적으로 경쟁력이 약했던 SK하이닉스가 앞으로 낸드 주도권 경쟁에서 두각을 나타낼지 주목된다. SK하이닉스는 전 세계 D램 시장에서 삼성전자에 이어 2위지만, 낸드플래시 시장에서는 약 10%의 점유율로 삼성전자·도시바·웨스턴디지털에 이어 4위에 그치고 있다. 지난해 SK하이닉스 매출에서 낸드플래시가 차지하는 비중은 약 22%였으나 올 상반기 18%로 떨어졌다.
 
게다가 낸드플래시 가격은 메모리 반도체 공급 확대와 수요 부진으로 올들어 9% 넘게 하락하면서 ‘반도체 위기론’을 부채질하고 있다. SK하이닉스는 신제품을 통해 공급을 확대하며 위기론을 돌파하겠다는 전략이다.
 
SK하이닉스는 우선 4D 낸드플래시를 탑재한 1TB(테라바이트) 용량의 소비자용 SSD(솔리드스테이트드라이브)를 연내 선보일 예정이다. SSD란 낸드플래시 메모리에 정보를 저장하는 차세대 대용량 저장장치다.
 
김정태 SK하이닉스 상무(낸드 마케팅 담당)는 “CTF 기반의 96단 4D 낸드플래시는 업계 최고 수준의 원가 경쟁력과 성능을 동시에 갖췄다”며 “이번과 동일한 기술을 적용한 차세대 128단 4D 낸드도 동시에 개발하고 있다”고 밝혔다.
 
하선영 기자 dynamic@joongang.co.kr
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