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SK하이닉스, CTF기반 '96단 4D낸드' 개발…연내 양산
[뉴스토마토 권안나 기자] SK하이닉스가 4D낸드 구조의 96단 낸드플래시 개발에 성공해 연내 초도 양산에 돌입한다. SK하이닉스는 대부분의 업체가 3D낸드에 채용 중인 CTF 셀 구조와 PUC 기술을 4D낸드에 채용해 업계 최고 수준의 성능과 생산성을 구현했다.
 
SK하이닉스 96단 4D 낸드플래시 핵심 개발자들이 최근 준공한 청주 M15 공장에서 96단 512Gbit TLC 4D 낸드플래시 웨이퍼와 단품 및 솔루션 제품을 선보이고 있다. 사진/SK하이닉스
 
2일 SK하이닉스는 지난달 말 세계 최초로 CTF와 PUC를 결합한 4D낸드 구조의 96단 512기가비트(Gbit) TLC 낸드플래시 개발에 성공했다고 밝혔다. 512Gbit 낸드는 칩 하나로 64기가바이트(GByte)의 고용량 저장장치 구현이 가능한 고부가가치 제품이다. 
 
CTF 기술은 기존 2D낸드에서 주로 채용했던 플로팅 게이트의 한계를 극복한 기술로, 셀간 간섭을 최소화해 성능과 생산성을 혁신적으로 개선했다. PUC 기술은 데이터를 저장하는 셀 영역 하부에 셀 작동을 관장하는 주변부 회로를 배치하는 기술이다. 이는 아파트 옥외주차장을 지하주차장으로 구조 변경해 공간효율을 극대화 하는 것에 비유할 수 있다. SK하이닉스는 제품의 차별성을 강조하기 위해 이 제품을 ‘CTF 기반 4D낸드플래시’로 명명했다.

신제품 'CTF 기반 4D낸드플래시'는 72단 512Gbit 3D 낸드보다 칩 사이즈는 30% 이상 줄었고, 웨이퍼당 비트(bit) 생산은 1.5배 증가했다. 또 한 칩 내부에 플레인을 4개 배치해 동시 처리 가능한 데이터를 업계 최고 수준인 64KByte(킬로바이트)로 2배 늘렸다. 3D낸드 대비 작은 칩 사이즈를 활용해 스마트폰용 모바일 패키지에 탑재 가능하다. 쓰기와 읽기 성능은 기존 72단 제품보다 각각 30%, 25% 향상됐다. 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 대비 150% 개선했다.
 
고용량·고성능 솔루션 라인업 강화로 시장 대응력 향상

SK하이닉스는 지난 8월 미국 산타클라라에서 열린 FMS(Flash Memory Summit) 기조연설을 통해 4D 낸드 기반의 차세대 낸드플래시 솔루션을 적기에 출시하며 시장 대응력을 강화하겠다고 밝혔다. 

이에 따라 96단 512Gbit 4D낸드로 자체 개발 컨트롤러와 펌웨어를 탑재한 최대 1테라바이트(TByte) 용량의 소비자용 솔리드스테이트디스크드라이브(SSD)를 연내 선보일 계획이다. 기존 FMS에서 발표한대로 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 예정이다. 차세대 스마트폰에 채용 예정인 UFS(Universal Flash Storage) 3.0 제품도 자체 컨트롤러와 펌웨어를 탑재해 내년 상반기 출시한다. 획기적으로 향상된 성능으로 향후 5G를 포함한 모바일 기기의 고용량화·고성능화에 기여할 것으로 기대된다. 또 96단 4D낸드 기반의 1테라비트(Tbit) TLC와 1Tbit QLC(Quad Level Cell) 제품도 내년 출시 예정이다.

시장조사기관 트렌드포커스에 따르면 SK하이닉스 SSD 시장점유율(수량 기준)은 작년 2분기 5.6%에서 올해 2분기 9.9%로 증가했다. 특히 기업용 SSD가 올해 3분기부터 본격 출시됨에 따라 SK하이닉스의 SSD 시장 점유율은 지속 증가할 것으로 예상된다. SK하이닉스 관계자는 "이번에 개발한 96단 4D 낸드로 향후 기업용 SSD를 포함한 솔루션 경쟁력을 한층 높여나갈 것"으로 전망했다. SK하이닉스는 96단 4D낸드와 동일한 기술을 적용한 차세대 128단 4D낸드 제품을 동시 개발 중이며, 이를 통해 낸드플래시 사업 경쟁력을 지속적으로 강화해나갈 계획이다.
 
김정태 SK하이닉스 NAND마케팅 담당 상무는 “향후 개발 플랫폼이 될 CTF 기반 96단 4D 제품은 업계 최고 수준의 원가경쟁력과 성능을 동시에 갖춘 SK하이닉스 낸드플래시 사업의 이정표가 될 것”이라며 “연내 초도 양산을 시작하고, 향후 최근 준공한 M15에서도 본격 양산에 돌입해 고객 요구에 적극 대응하겠다”고 말했다.
 
권안나 기자 kany872@etomato.com