한국 반도체의 쾌거..SK하이닉스, 96단 4D 낸드 플래시 개발 성공

SK하이닉스 96단 4D 낸드플래시 핵심 개발자들이 최근 준공한 청주 M15 공장에서 96단 512Gb TLC 4D 낸드플래시 웨이퍼와 단품, 솔루션 제품을 선보이고 있다. <SK하이닉스 제공>

[디지털타임스 박정일 기자] SK하이닉스가 세계 최초의 96단 4D 낸드플래시 개발에 성공하는 쾌거로 세계를 또 한번 놀라게 했다. 기술력으로 반도체 고점 위기를 정면 돌파하겠다는 박성욱 SK하이닉스 부회장의 "베스트 인 클래스" 의지를 현실화 한 것이다.

SK하이닉스는 지난 달 말 세계 최초로 CTF(Charge Trap Flash)와 PUC(Peri Under Cell)를 결합한 4D 낸드(이하 4D 낸드) 구조의 96단 512Gb TLC(Triple Level Cell) 낸드플래시 개발에 성공해 연내 초도 양산에 진입한다고 4일 밝혔다. 512Gb 낸드는 칩 하나로 64GB의 고용량 저장장치 구현이 가능한 고부가가치 제품이다.

이 제품은 칩 하나로 기존 256Gb 3D 낸드 2개를 완벽하게 대체할 수 있어 원가 측면에서도 유리하다. SK하이닉스는 이 제품의 쓰기와 읽기 성능이 기존 72단 제품보다 각각 30%, 25% 높아졌다고 설명했다.

4D 낸드는 기존 일부 업체가 플로팅 게이트(Floating Gate) 셀 구조에 PUC를 결합한 방식과 달리, CTF 셀 구조와 PUC 기술을 결합한 점이 특징이다. CTF 기술은 기존 2D 낸드에서 주로 채용했던 플로팅 게이트의 한계를 극복한 기술로, 셀간 간섭을 최소화해 성능과 생산성을 혁신적으로 개선한 기술이다.

SK하이닉스는 여기에 PUC 기술을 더해 효율성을 높였다. 이 기술은 데이터를 저장하는 셀 영역 하부에 셀 작동을 관장하는 주변부(Peri) 회로를 배치하는 기술이다. 이는 아파트 옥외주차장을 지하주차장으로 구조 변경해 공간효율을 극대화 하는 것에 비유할 수 있다.

또 다중 게이트 절연막 구조와 새로운 설계 기술을 도입해 I/O(정보입출구)당 데이터 전송속도를 1200Mbps까지 높이고, 동작전압은 1.2V(볼트)로 낮춰 전력 효율을 기존 72단 보다 150% 개선했다.

SK하이닉스는 휴렛팩커드(HP)·마이크로소프트(MS) 등 대형고객의 인증을 마치고 사업을 본격화하고 있는 72단 기반 기업용 SSD도 내년에 96단으로 전환해 기업용 SSD 사업 및 경쟁력을 한층 강화할 계획이다. 아울러 차세대 스마트폰에 채용 예정인 UFS(Universal Flash Storage) 3.0 제품도 내년 상반기 출시하고, 96단 4D 낸드 기반의 1Tb TLC와 1Tb QLC(Quad Level Cell) 제품도 내년 중 출시할 계획이다. 차세대 128단 4D 낸드 제품도 개발 중이다.박정일기자 comja77@dt.co.kr