SK하이닉스도 초격차…세계 최초 ‘128단 4D 낸드’ 양산

올해 하반기 판매 시작 및 고용량 모바일, 기업용 SSD 공략

▲SK하이닉스의 128단 1Tbit(테라비트) TLC(Triple Level Cell) 4D 낸드플래시 개발에 참여한 임직원들이 기념촬영을 하고 있다.(사진제공 SK하이닉스)

SK하이닉스가 낸드플래시 분야에서 초격차 기술을 선보이며, 메모리 반도체 시장을 리드하고 있다.

SK하이닉스는 세계 최초로 128단 1Tbit(테라비트) TLC(Triple Level Cell) 4D 낸드플래시를 개발하고 양산에 나선다고 26일 밝혔다. 지난해 10월 96단 4D 낸드 개발 이후 8개월 만이다.

SK하이닉스가 이번에 양산하는 128단 낸드는 업계 최고 적층으로, 한 개의 칩에 3bit(비트)를 저장하는 낸드 셀(Cell) 3600억 개 이상이 집적된 1Tb 제품이다.

SK하이닉스는 이를 위해 자체 개발한 4D 낸드 기술에 초균일 수직 식각 기술, 고신뢰성 다층 박막 셀 형성 기술, 초고속 저전력 회로 설계 등 혁신적인 기술을 적용했다.

이 제품은 TLC 낸드로는 업계 최고 용량인 1Tb를 구현했다. 기존에 SK하이닉스를 포함한 다수 업체가 96단 등으로 QLC(Quadruple Level Cell) 1Tb급 제품을 개발한 바 있으나, 성능과 신뢰성이 우수해 낸드 시장의 85% 이상을 차지하고 있는 주력 제품인 TLC로는 업계 최초로 SK하이닉스가 상용화했다.

4D 낸드는 지난해 10월 SK하이닉스가 세계 최초로 개발한 CTF(Charge Trap Flash)와 PUC(Peri Under Cell)를 결합한 혁신적 제품이다. 기존 3D CTF 기술과 셀 밑에 주변부 회로를 적층한 PUC 기술을 결합한 것으로, 아파트 옥외주차장을 지하주차장으로 구조 변경해 공간효율을 극대화한 것에 비유할 수 있다.

이번에 개발한 128단 1Tb 4D 낸드는 웨이퍼당 비트 생산성이 기존 96단 4D 낸드 대비 40% 향상됐다. 또한, 같은 제품에 PUC를 적용하지 않은 경우와 비교해도 비트 생산성이 15% 이상 높다.

이번에 SK하이닉스는 동일한 4D 플랫폼을 활용해 제품을 개발했고 공정 최적화를 통해 96단 대비 셀 32단을 추가 적층하면서도 전체 공정수를 5% 줄였다. 이를 통해 128단 낸드로의 전환 투자비용을 이전 세대에 비해 60% 절감할 수 있었다.

SK하이닉스는 작년 10월 세계 최초로 개발한 CTF 기반 96단 4D 낸드 공정 플랫폼을 그대로 활용해 96단 이후 8개월 만에 128단 제품을 개발했다는데 의미가 크다고 설명했다.

SK하이닉스는 이번에 양산을 시작한 128단 4D 낸드플래시를 하반기부터 판매하고 다양한 솔루션 제품도 연이어 출시할 계획이다. 내년 상반기에는 차세대 UFS 3.1 제품을 개발해 스마트폰 주요 고객의 5G 등 플래그십 모델에 공급할 예정이다.

또한, 자체 컨트롤러와 소프트웨어가 탑재된 소비자용 2TB SSD를 양산할 예정이다. 이전 세대 대비 20% 향상된 전력 효율을 기반으로 AI와 빅데이터 환경에 최적화된 첨단 클라우드 데이터센터향 16TB와 32TB NVMe SSD도 내년에 출시할 계획이다.

SK하이닉스 GSM담당 오종훈 부사장은 “128단 4D 낸드로 SK하이닉스는 낸드 사업의 근원적 경쟁력을 확보하게 됐다”면서 “업계 최고 적층, 최고 용량을 구현한 이 제품으로 고객들이 원하는 다양한 솔루션을 적기에 제공할 것”이라고 말했다.