‘더블 스택’ 구조로 290단 쌓아
고용량·고성능 ‘초격차’ 재확인
8세대보다 소비 전력 대폭 개선
반도체 업체, 낸드 주도권 싸움

삼성전자가 업계 최초로 ‘9세대 V낸드’ 양산에 돌입했다. 현재 주력 제품인 236단 8세대 V낸드를 잇는 제품으로 9세대 낸드의 단수는 290단 수준으로 알려졌다. 메모리 반도체 업체 간 ‘누가 더 높게, 효율적으로 쌓아 올리느냐’의 경쟁에서 삼성전자는 자체 기술력으로 승부수를 띄운 것이다. 고용량·고성능 낸드의 중요성이 커진 인공지능(AI) 시대를 맞아 초고난도 기술로 낸드 시장을 이끈다는 계획이다.

삼성전자는 23일 ‘더블 스택’ 구조로 구현 가능한 최고 단수 제품인 9세대 V낸드를 양산한다고 밝혔다. V낸드는 삼성전자가 2013년 도입한 기술로 초고층 건물을 쌓는 것처럼 수직으로 쌓아 올린 제품이다. 더블 스택이란 290층 건물을 145층씩 두 번에 나눠 쌓았다는 의미다.

메모리칩을 넓게 펼치는 대신 위로 높게 쌓아 올릴 때 가장 중요한 건 공정 수를 최소한으로 줄이는 것이다. 시간과 비용을 줄여야 원가 경쟁력을 높일 수 있어서다. 공정이 복잡해지면 수율(양품 대비 불량품 비율)을 확보하는 것도 어려워진다.결국 단수를 높이려면 적층 공정 기술력이 담보돼야 하는데 삼성은 ‘채널 홀 에칭’이란 기술로 이를 구현했다. 한 번에 145층까지 뚫은 뒤 그 안에 양문형 엘리베이터를 설치하는 것처럼 전자가 이동할 수 있는 홀(채널 홀)을 만든 것이다. 데이터를 빠른 속도로 주고 받으려면 균일한 구멍을 뚫고 전자를 이동시키는 정교한 기술이 요구된다.

9세대 V낸드는 1테라비트(Tb) 용량의 ‘트리플레벨셀’(TLC) 기반이다. 하나의 셀(정보를 저장하는 단위)에 3비트(bit)의 정보를 담는 기술로 같은 공간에 더 많은 정보를 담을수록 용량을 키울 수 있다. 또한 데이터 입출력 속도는 8세대 V낸드 대비 33% 향상됐고, 소비 전력은 이전 세대 제품에 비해 약 10% 개선됐다. 성능, 용량, 전력 소비 측면에서 모두 차별화를 꾀한 셈이다. 하반기에는 ‘쿼드레벨셀’(QLC) 9세대 낸드도 양산할 계획이다.

데이터 저장장치 솔리드스테이트드라이브(SSD) 수요가 늘면서 핵심 부품인 낸드 시장 주도권을 갖기 위한 반도체 업체 간 경쟁도 치열해지고 있다. 삼성전자는 2030년까지 1000단 V낸드를 개발하겠다고 밝혔고, SK하이닉스는 지난해 ‘321단 4D 낸드’ 샘플을 공개하며 업계 최초로 300단 이상 낸드 개발을 공식화했다. 중국 최대 메모리 반도체 회사 YMTC도 올해 하반기 300단대 제품을 내놓는다는 계획이다.