SK하이닉스가 238단 4D 낸드를 개발했다. 사진은 SK하이닉스가 개발한 238단 4D 낸드 모습. /사진=SK하이닉스 제공

SK하이닉스가 현존 최고층 238단 4D 낸드 개발에 성공했다. 해당 제품은 생산성과 데이터 생산 속도가 오르고 에너지 사용량은 줄어든 것이 특징이다. 양산은 내년 상반기부터 시작할 방침이다.

SK하이닉스는 최근 238단 512Gb TLC 4D 낸드플래시 샘플을 고객에게 출시했다고 3일 밝혔다. 2020년 12월 176단 낸드를 개발한 지 1년7개월 만에 차세대 기술개발에 성공한 것이다. 이번 238단 낸드는 최고층이면서도 세계에서 가장 작은 크기의 제품으로 구현됐다는 데 의미가 있다.

낸드플래시는 한 개의 셀(Cell)에 몇 개의 정보(비트 단위)를 저장하느냐에 따라 ▲SLC(Single Level Cell, 1개) ▲MLC(Multi Level Cell, 2개) ▲TLC(Triple Level Cell, 3개) ▲QLC(Quadruple Level Cell, 4개) ▲PLC(Penta Level Cell, 5개) 등으로 규격이 나뉜다. 정보 저장량이 늘어날수록 같은 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다.

SK하이닉스는 이날 미국 산타클라라에서 개막한 '플래시 메모리 서밋 2022'에서 신제품을 공개했다. 행사 기조연설에 나선 최정달 SK하이닉스 부사장(NAND개발담당)은 "4D 낸드 기술력을 바탕으로 개발한 238단을 통해 원가, 성능, 품질 측면에서 글로벌 톱클래스 경쟁력을 확보했다"며 "앞으로도 기술 한계를 돌파하기 위해 혁신을 거듭해 나갈 것"이라고 강조했다.

SK하이닉스는 2018년 개발한 낸드 96단부터 기존 3D를 넘어선 4D 제품을 선보여왔다. 4D는 3D 대비 단위당 셀 면적이 줄어들면서도 생산효율은 높아지는 장점을 가진다.

4차원 구조로 칩이 구현되는 4D를 만들기 위해 기술진은 CTF와 PUC 기술을 적용했다. CTF는 전하를 도체에 저장하는 플로팅 게이트와 달리 전하를 부도체에 저장해 셀 간 간섭 문제를 해결한 기술이다. PUC는 주변부 회로를 셀 회로 하단부에 배치해 생산효율을 극대화한 기술이다.


이번 238단은 단수가 높아진 것은 물론 세계 최소 사이즈로 만들어져 이전 세대인 176단 대비 생산성이 34% 높아졌다. 이전보다 단위 면적당 용량이 커진 칩이 웨이퍼당 더 많은 개수로 생산되기 때문이다.

238단의 데이터 전송 속도는 초당 2.4Gb로 이전 세대 대비 50% 빨라졌다. 칩이 데이터를 읽을 때 쓰는 에너지 사용량이 21% 줄어 전력소모 절감을 통해 환경·사회·지배구조(ESG) 측면에서 성과를 냈다는 것이 SK하이닉스 설명이다.

SK하이닉스는 PC 저장장치인 cSSD(client SSD)에 들어가는 238단 제품을 먼저 공급하고 이후 스마트폰용과 서버용 고용량 SSD 등으로 제품 활용 범위를 넓혀간다는 계획이다. 내년에는 현재의 512Gb보다 용량을 2배 높인 1Tb 제품도 선보일 예정이다.