[뉴스토마토 신지하 기자] 삼성전자와 SK하이닉스가 300단 이상 초고층 낸드플래시 기술 경쟁을 치열하게 펼치고 있습니다. 인공지능(AI) 시장 개화로 고용량·고성능 낸드 수요가 커지면서 셀을 수직으로 쌓아 올리는 적층 기술이 낸드 시장에서 핵심 경쟁력으로 떠올랐기 때문입니다.
19일 업계에 따르면 삼성전자 반도체(DS)부문은 지난달 26일 특허청에 '반도체 장치'에 대한 특허출원서를 제출했습니다. 기존에 보유한 특허에 신규 내용을 추가 또는 보완하는 분할·분리 출원이 아닌 새로운 발명을 의미하는 신규 출원으로, 낸드의 적층 기술과 메모리 저장 효율성을 높이는 방안이 담겼습니다.
삼성전자는 특허 출원 배경에서 "고용량 데이터를 저장할 수 있는 반도체 장치가 요구되고 있다"며 "데이터 저장 용량을 증가시키기 위한 방법 중 하나로 2차원 배열 셀 대신 3차원 배열 셀을 포함한 반도체 장치가 제안되고 있다"고 언급했습니다. 이를 고려하면 이번 특허는 삼성전자가 지난 2013년 상용화한 V낸드 기술과 밀접해 보입니다.
삼성전자가 지난 2022년 11월 양산을 시작한 8세대 V낸드. 사진=삼성전자
낸드는 D램과 달리 전원이 꺼져도 데이터가 그대로 저장되는 메모리 반도체로, 주로 스마트폰 스토리지 메모리나 SSD와 같은 대용량 데이터 저장용에 사용됩니다. V낸드는 기존 수평 구조로 제작하던 2차원(2D) 셀을 3차원(3D) 수직 구조로 쌓아 올려 평면 구조 대비 집적도를 획기적으로 높인 기술로, 업계의 낸드 적층 경쟁에 불을 지폈습니다.
삼성전자는 지난 2022년 11월 236단으로 추정되는 8세대 V낸드 양산을 시작했습니다. 올해는 두 번에 나눠 제작해 결합하는 방식의 '더블 스택' 구조를 적용한 300단 이상 9세대 V낸드를 양산할 계획입니다. 회사 관계자는 "낸드의 경우 단수를 높게 하면서도 데이터 이동을 안정적으로 유지할 수 있는 기술이 중요하다"며 "기술 경쟁력 확보 차원에서 관련 특허를 꾸준히 내고 있다"고 말했습니다.
SK하이닉스가 지난해 8월 공개한 '321단 4D 낸드' 샘플. 사진=SK하이닉스
SK하이닉스 현 시점에서 업계 최고층으로 꼽히는 238단 낸드를 지난해 5월부터 양산하고 있습니다. 이어 같은 해 8월에는 321단 낸드 샘플을 공개, 업계에서 가장 먼저 300단에 도달했습니다. 321단 양산 시점은 내년 상반기가 목표입니다. 삼성전자와 달리 SK하이닉스는 2018년부터 3D 대비 단위당 셀 면적을 줄이고, 생산 효율을 키운 4D 기술을 낸드 제작에 적용하고 있습니다.
이동훈 SK하이닉스 N-S 커미티 부사장은 최근 자사 뉴스룸에서 "현재 개발 중인 321단 4D 낸드는 압도적인 성능으로 업계의 새로운 이정표가 될 것"이라며 "최대한 빠르게 개발을 마무리하고 제품을 공급해 리스크를 최소화하는 것을 단기 목표로 생각한다"고 밝혔습니다. N-S 커미티는 낸드와 솔루션 사업 경쟁력 강화 차원에서 올해 초 신설된 조직입니다.
신지하 기자 ab@etomato.com