SK하이닉스, 업계 최고층 '176단 4D 낸드' 개발…내년 중반 양산

176단 512Gb TLC 개발 완료 및 샘플 제공 시작

셀 층고 획기적 감소 및 비트 생산성 35% 이상 향상시켜 업계 최고 수준 원가경쟁력 확보

SK하이닉스가 낸드플래시 경쟁력 강화에 속도를 내고 있다. 7일 SK하이닉스는 업계 최고층인 176단 512Gb(기가비트) TLC(Triple Level Cell) 4D 낸드플래시를 개발, 솔루션 제품화를 위해 컨트롤러 업체에 샘플을 제공했다고 밝혔다. 본격적인 양산 시점은 내년 중반이 될 전망이다. SK하이닉스는 이번 개발로 업계 최고 수준의 웨이퍼당 생산 칩 수를 확보하게 됐다.

낸드플래시는 전원이 꺼져도 데이터가 유지되는 비휘발성 메모리다. 평면 구조인 2D 제품 양산이 주를 이루다가 2010년에 들어서며 수직으로 쌓아 올린 3D 제품이 대세가 됐다. 여기에서 공간 효율을 더 높인 것이 4D 낸드플래시다. 

이번에 개발한 176단 낸드는 3세대 4D 제품이다. 4D 제품 중 셋째라는 의미로, 1세대는 96단, 2세대는 128단이었다. 비트 생산성은 이전 세대보다 35% 이상 향상돼 차별화된 원가경쟁력을 갖출 수 있게 됐다. SK하이닉스는 96단 낸드플래시부터 CTF(Charge Trap Flash)와 고집적 PUC(Peri Under Cell) 기술을 결합한 4D 제품을 시장에 선보이고 있다.

2분할 셀(Cell) 영역 선택 기술을 새롭게 적용해 셀에서의 읽기 속도는 이전 세대보다 20% 빨라졌다. 또한 공정 수 증가 없이 속도를 높일 수 있는 기술도 적용해 데이터 전송 속도는 33% 개선된 1.6Gbps를 구현했다.

낸드플래시는 층수가 높아지면서 셀 내부의 전류 감소, 층간 비틀림 및 상하 적층 정렬 불량에 따른 셀 분포 열화 현상 등이 발생하게 된다. SK하이닉스는 이러한 어려움을 △셀 층간 높이 감소 기술 △층별 변동 타이밍(Timing) 제어 기술 △초정밀 정렬(alignment) 보정 등 혁신적인 기술로 극복했다.

또한 176단 4D 낸드 기반으로 용량을 2배 높인 1Tb(테라비트) 제품을 연속적으로 개발해 낸드플래시 사업 경쟁력을 높여 나간다는 방침이다.

SK하이닉스는 내년 3분기께 기존 모델보다 최대 읽기 속도 약 70%, 최대 쓰기 속도 약 35%가 향상된 모바일 솔루션 제품 양산에 나선다는 계획이다. 이어 소비자용 솔리드스테이트드라이브(SSD)와 기업용 SSD를 순차적으로 출시하는 등 응용처별 시장을 확대해 나갈 예정이다.

최정달 SK하이닉스 낸드개발 담당은 "낸드플래시 업계는 집적도 향상과 생산성 극대화를 동시에 달성하기 위해 기술 개발에 매진하고 있다"며 "SK하이닉스는 4D 낸드의 개척자로서 업계 최고의 생산성과 기술력으로 낸드플래시 시장을 선도해 나갈 것"이라고 말했다.

 

SK하이닉스가 개발한 176단 4D 낸드 기반 512Gb TLC. [사진=SK하이닉스 제공]