삼성 반도체, 여유롭게 '브이'...세계 최초 90단대 V 낸드 양산

중국 반도체 업계는 올해 말 32단 양산 예정

[아시아경제 원다라 기자] 삼성전자가 5세대 3D V낸드플래시 양산에 돌입하며 경쟁업체와의 기술격차를 다시 벌렸다. 중국 반도체 업계는 삼성전자의 2세대 V낸드에 해당하는 32단 낸드를 하반기 양산할 예정이다. 이는 삼성전자에 비해서는 4년 정도 뒤늦은 것이다.

10일 삼성전자는 지난 5월부터 셀을 90단 이상 쌓아올린 256 Gb 5세대 V낸드플래시 양산에 들어갔다고 밝혔다. 낸드플래시는 데이터를 저장하는 셀을 아파트처럼 쌓아올려 같은 크기 대비 메모리 저장 용량을 늘린 3D 반도체다. 삼성전자의 기존 4세대 V낸드는 64단 제품이었다.

삼성전자의 5세대 V낸드 데이터 입출력속도는 기존 4세대 V낸드 대비 1.4배 빠른 초당 1.4Gb다. 데이터 쓰기 속도는 500μs로 기존 4세대 V낸드 대비 30% 빨라졌으며 읽기 응답시간도 기존(100μs이상) 대비 2배가량 빨라진 50μs 수준을 구현했다. 차세대 낸드 인터페이스 'Toggle DDR 4.0 규격'을 처음으로 적용했다.

통상 낸드플래시의 적층수를 높일때 발생하는 셀 간 간섭현상도 '텅스텐 원자층박막 공정기술'을 적용해 해결했으며 생산성도 30%가량 높였다. 삼성전자 관계자는 "기존 기술로 5세대 V낸드를 만들었을 때 대비 셀 영역의 높이를 20% 낮췄다"면서 "이때 발생하는 간섭 현상을 줄여 동작 오류도 방지했다"고 설명했다.

삼성전자는 글로벌 반도체 회사 중 처음으로 5세대 V낸드를 양산하며 업계 추격을 다시 한 번 크게 따돌리게 됐다. SK하이닉스가 72단 V낸드를 양산하고 있으며 일본 도시바, 미국 웨스턴디지털ㆍ인텔ㆍ마이크론이 64단 제품을 양산하고 있다. 중국에선 양쯔메모리테크놀로지컴퍼니(YMTC)가 4분기께 32단 낸드를 양산할 예정이다. 삼성전자는 지난 2013년 1세대 V낸드(24단), 2014년 2세대 V낸드(32단), 2015년 3세대 V낸드(34단), 2016년 4세대 V낸드(64단) 를 각각 세계 최초 양산했다.

업계 관계자는 "낸드플래시는 적층수를 높이는 것도 어렵지만 적층수를 높이면서 발생할 수 있는 속도저하, 전력 소모 증가 등을 해결하는 것이 중요하다"면서 "삼성전자가 5세대 V낸드 양산으로 적층수 뿐 아니라 속도, 전력소모 측면에서도 한 발 앞서가게 됐다"고 말했다. 시장조사기관 D램 익스체인지에 따르면 올해 1분기 글로벌 낸드플래시 시장 점유율은 삼성전자가 37.0%로 압도적 1위를 유지한 가운데 도시바(19.3%), 웨스턴디지털(15.0%), 마이크론(11.5%), SK하이닉스(9.8%) 등이 뒤를 이었다.

한편 삼성전자는 5세대 V낸드 부터는 적층 단수를 명기하지 않기로 했다. 업계에선 삼성전자의 5세대 V낸드 적층 단수를 96단으로 추정하고 있다. 삼성전자 관계자는 "낸드플래시는 적층 수 만을 강조하는 것은 의미가 없다"면서 "업체의 양산 방식에 따라 단수를 세는 방식이 다르다는 점을 고려해 이번 제품부터는 대략적인 단수만 표기하기로 했다"고 설명했다.

삼성전자는 가까운 시일내에 데이터 저장 최소단위를 3비트에서 4비트로 늘린 쿼드레벨셀(QLC) 5세대 V낸드도 양산한다는 계획이다. 경계현 삼성전자 메모리사업부 Flash개발실장 부사장은 "5세대 V낸드 적기 개발로 빠르게 성장하는 프리미엄 메모리 시장에서 더욱 차별화된 제품과 솔루션을 선보이게 됐다"며 "향후 1Tb용량과 QLC 제품까지 V낸드 라인업을 확대해 차세대 메모리 시장의 변화를 더욱 가속화하겠다"고 말했다.