100단 이상 셀 단일공정으로 구현
전 세대 대비 단수 1.4배 ↑, 속도 10%, 동작전류 15% 향상
삼성전자가 '6세대 256기가비트(Gb) 3비트 V낸드'를 기반으로 한 기업용 PC 솔리드스테이드드라이브(SSD)를 양산하고 글로벌 PC 업체에 공급했다고 6일 밝혔다. 6세대 V낸드는 100단 이상의 셀을 한 번에 뚫는 단일공정으로 만들어지면서 생산성, 절전 특성이 모두 향상됐다.
삼성전자는 기업용 250GB SATA PC SSD 양산을 시작으로 올 하반기 512Gb 3비트 V낸드 기반 SSD와 eUFS(유니버설 플래시 스토리지) 등 다양한 용량과 규격의 제품을 출시할 계획이다.
이번 6세대 V낸드 기술은 100단 이상을 쌓아 생산성을 높이면서 성능이 향상된 점이 특징이다. 특히 피라미드 모양으로 쌓은 3차원 CTF 셀을 최상단에서 최하단까지 수직으로 한 번에 균일하게 뚫는 공정 기술을 적용해 9x단 이상 V낸드를 생산했다. 이 방식으로 낸드플래시를 생산하는 곳은 삼성전자가 유일하다는 설명이다.
여기에 삼성전자는 '채널 홀 에칭' 기술로 5세대 V낸드보다 단수를 약1.4배나 높인 6세대 V낸드를 성공적으로 양산했다. 채널 홀 에칭은 몰드층을 순차적으로 적층한 다음, 초강력 레이저 및 에칭 물질을 사용해 한 번에 전자가 이동하는 홀을 만드는 기술을 말한다. 6세대 V낸드는 전기가 통하는 몰드 층을 136단 쌓은 후, 미세한 원통형의 구멍을 단번에 뚫어 셀 구조물을 연결함으로써 균일한 특성의 3차원 CTF셀을 만들어 냈다.
일반적으로 적층 단수가 높아질수록 층간의 절연상태를 균일하게 유지하기 어렵다. 또 전자의 이동경로도 길어져 낸드의 동작 오류가 증가해 데이터 판독시간이 지연된다. 삼성전자는 이 같은 기술 한계를 극복하기 위해 6세대 V낸드에 '초고속 설계 기술'을 적용, 3비트 V낸드 역대 최고속도(데이터 쓰기시간 450㎲ 이하, 읽기응답 대기시간 45㎲ 이하)를 구현했다. 전 세대 보다 성능은 10% 이상 높였고 동작 전압은 15% 이상 줄였다.
아울러 삼성전자는 6세대 V낸드에서 6억7000만개 미만의 채널 홀로 256Gb 용량을 구현함으로써 5세대 V낸드 대비 공정 수와 칩 크기를 줄여 생산성도 20% 이상 높였다. 특히 6세대 V낸드는 단일공정이 적용돼 세 번만 쌓아도 300단 이상의 초고적층 차세대 V낸드를 만들 수 있어 제품 개발 주기를 더 단축할 수 있다는 설명이다.
향후 삼성전자는 차세대 플래그십 스마트폰에서 요구하는 초고속, 초절전 특성을 만족시키면서 글로벌 모바일 시장을 적극 선점하겠다는 계획이다. 차세대 엔터프라이즈 서버 시장의 고용량화 추세를 주도하는 한편, 높은 신뢰성을 요구하는 자동차 시장까지 3D V낸드의 사업 보폭을 넓혀 나갈 예정이다. 내년부터는 평택 V낸드 전용 라인에서 성능을 더욱 높인 6세대 V낸드 기반 SSD 라인업을 본격적으로 확대한다.
경계현 삼성전자 메모리사업부 솔루션 개발실장 부사장은 "2세대 앞선 초고난도 3차원 메모리 양산 기술 확보로 속도와 전력효율을 더욱 높인 메모리 라인업을 적기에 출시하게 되었다"며 "향후 차세대 라인업의 개발 일정을 더 앞당겨 초고속 초고용량 SSD시장을 빠르게 확대시켜 나갈 것"이라고 밝혔다.