삼성, 낸드플래시 3D 비중 40% 돌파…"기술 독주체제 강화"

삼성전자의 전체 낸드플래시 생산 공정 가운데, 무려 40.8%가 3차원(3D) 구조인 것으로 나타났다. 경쟁사들이 모두 한 자릿수대 비중에 머물러 있다는 점을 감안하면 기술 격차가 상당한 셈이다.

5일 시장조사업체 'D램익스체인지'에 따르면 삼성전자는 현재 약 485만장에 달하는 낸드플래시용 반도체 웨이퍼를 1년 동안 만들 수 있다. 웨이퍼는 반도체를 찍어내는 원판을 뜻한다. 웨어퍼 한 장당 보통 수백개의 반도체가 탄생한다.

반면 하이닉스는 같은 기간 동안 249만장까지 생산이 가능하다. 도시바와 샌디스크는 588만장, 마이크론과 인텔은 319만장을 양산할 수 있다.

최근 도시바와 샌디스크는 각각 절반씩 5000억엔(약 5조2871억원)을 투자해 일본 미에현에 3D 낸드플래시 공장을 짓기로 협의하는 등 손을 잡은 상태다. 마이크론과 인텔도 지난해 연합전선을 구축했다.

하지만 삼성전자는 이들의 합종연횡에도 불구하고 3D 낸드플래시로의 전환 속도를 높이며 추격을 멀찌감치 따돌렸다.

삼성은 올해 이미 전체 낸드플래시 생산량 중 40.8%를 3D 공정으로 바꿨다. SK하이닉스는 3.3%, 도시바·샌디스크는 5.4%, 마이크론·인텔은 17.6%에 그치는 수준이다.

특히 삼성전자는 48단 TLC 구조로 3D 낸드플래시를 양산할 수 있는 유일한 기업이다. SK하이닉스는 36단 MLC를 일단 시장에 투입한 뒤 올해 중 48단 TLC로 넘어갈 계획이다.

마이크론·인텔은 32단 TLC 구조를 채택하고 있다. 그나마 도시바·샌디스크가 48단 TLC 진입을 코앞에 두며 삼성을 위협하고 있다.

반도체 미세공정이 한계에 도달하면서 업체들은 데이터를 저장하는 최소 단위인 셀(Cell)을 수평이 아닌 수직으로 쌓기 시작했다.

실제로 낸드플래시의 미세공정은 대부분 16나노미터(nm=10억분의 1m) 지점에서 멈춰있다. 얇게 만들기보다는 쌓기에 집중하는 모양새다.

이처럼 셀을 수평이 아닌 수직으로 올리기 때문에 그 형태를 본떠 3D 낸드플래시라고 부른다. 아울러 한 개 층을 뜻하는 한 단에 1개 셀을 넣으면 SLC, 2개로 나눠 집적시키면 MLC, 3개로 쪼개 쌓으면 TLC가 된다.

TLC는 MLC와 비교해 용량이 크고 원가 경쟁력이 높다. 대신 안정성은 떨어진다. 그러나 업체들은 안정성을 보완하는 컨트롤러를 TLC 구조 반도체에 삽입, 단점을 개선했다.

업계 관계자는 "삼성이 3D 구조를 통한 가격 경쟁력을 앞세워 낸드플래시 시장을 빠르게 잠식하고 있다"며 "벌써 SSD 대부분을 3D로 생산할 만큼 경쟁사 대비 앞서 있다"고 설명했다.

시장조사기관 'IHS'에 따르면 지난해 4분기 낸드플래시 시장 점유율은 삼성전자(40.2%), 도시바(27.3%), 마이크론(18.9%), SK하이닉스(13.6%) 순서였다.