'SSD' 이어 '모바일용 eUFS-메모리카드' 등 적용"3대 혁신기술 적용"…3세대 대비 '속도-생산성-전력효율' 30% '쑥'
  • ▲ 4세대 V낸드플래시 모습. ⓒ삼성전자
    ▲ 4세대 V낸드플래시 모습. ⓒ삼성전자


    삼성전자가 세계 최고 성능과 높은 신뢰성을 구현한 '4세대(64단) 256기가비트(Gb) 3bit V낸드플래시' 양산을 확대한다고 15일 밝혔다. 서버, PC, 모바일용 등 낸드 제품 전체로 4세대 V낸드 라인업을 강화하겠다는 의지다.
     
    삼성전자는 지난 1월 글로벌 B2B 고객들에게 공급을 시작한 4세대 256Gb V낸드 기반 SSD에 이어 모바일용 eUFS, 소비자용 SSD, 메모리카드 등에 4세대 V낸드를 확대한다. 

    구체적으로 올해 안에 월 생산 비중을 50% 이상으로 늘려 글로벌 고객의 수요 증가에 대응해 나갈 계획이다.

    4세대(64단) V낸드에는 ▲초고집적 셀 구조·공정 ▲초고속 동작 회로 설계 ▲초고신뢰성 CTF 박막 형성 등 3가지 혁신 기술이 적용됐다. 때문에 3세대(48단) 제품 대비 속도와 생산성, 전력 효율 모두 30% 이상 향상됐다.
     
    V낸드는 데이터를 저장하는 셀을 만들 때 수십 개의 단을 쌓아 올려 위에서부터 하단까지 수십억 개의 미세한 홀(구멍)을 균일하게 뚫어 수직으로 셀을 적층하는 '3차원(원통형) CTF 셀 구조'를 이룬다. 하지만 단수가 높아질수록 형성한 구조가 틀어지거나, 최상단과 최하단 셀의 특성 차이가 생기는 등 적층 기술은 물리적 한계를 보였다.



  • ▲ 4세대 V낸드플래시 비교자료. ⓒ삼성전자
    ▲ 4세대 V낸드플래시 비교자료. ⓒ삼성전자


이같은 문제를 해결하기 위해 삼성전자는 '9-Hole'이라는 초고집적 셀 구조·공정 기술을 개발했다. 각 층마다 균일한 홀 패턴을 형성하고 전체 단의 하중을 분산해 한계를 극복한 것이다.

이에 따라 반도체 칩 하나에 1조개 이상의 정보를 저장하는 '1테라(Tera) 비트 V낸드' 시대가 열렸다. 또 초고속 동작 회로 설계로 초당 1기가비트(Gb)의 데이터를 전송하며, 셀에 데이터를 기록하는 속도(tPROG)도 10나노급(Planar, 평면) 낸드 대비 약 4배, 3세대 V낸드보다 약 1.5배 빠른 500μs(100만분의 1초) 를 달성했다.

새로운 V낸드는 빨라진 속도뿐 아니라 동작 전압을 3.3V에서 2.5V로 낮춰 소비전력 효율도 30% 이상 높였다. 특히 원자 단위로 제어할 수 있는 CTF(Charge Trap Flash) 박막을 형성해 셀 크기를 줄이면서도 쓰기·지우기 특성 수명을 높였다. 셀과 셀사이의 데이터 간섭 현상을 최소화하는 제어 기술(채널 박막화)로 3세대 대비 신뢰성도 20% 향상시켰다.
 
한편 삼성전자는 지난 15년 간 '3차원 수직구조 V낸드플래시'를 연구하며 500건 이상의 핵심 특허를 개발해 메모리 반도체 기술을 선도해 나가고 있다.

경계현 삼성전자 메모리사업부 플래시개발실(부사장)은 "테라 V낸드 시대를 앞당기기 위해 임직원 모두 혁신적인 기술 개발에 전념하고 있다"며 "향후에도 차세대 제품을 적기에 개발해 글로벌 IT 기업과 소비자의 사용 만족도를 높인 솔루션을 제공하겠다"고 말했다.