용어사전

96단 4D 낸드플래시

[96-layer 512 gigabit (Gb) CTF-based 4D NAND flash]

K하이닉스는 2018년 10월말 세계 최초로 CTF(charge trap flash) 구조에 PUC(peri under cell) 기술을 결합하여 개발한 96단 512기가비트(Gb) TLC(3비트 단위로 데이터 저장) 4D 낸드. 기존 3D 낸드와 비교해 한 단계 진화했다는 의미로 ‘4D’라는 이름을 붙였다.

3D 낸드는 메모리반도체업계의 패러다임을 바꾼 제품이다. 셀을 평면(2D)으로 배치하는 과정에서 집적도의 한계에 직면하자 이를 수직으로 쌓아 올리는 기술을 개발한 것이다. 2013년 삼성전자가 처음으로 24단을 쌓은 1세대 3D 낸드를 양산했다. 이후 반도체업계에서는 적층 경쟁이 벌어졌다. 삼성전자가 2017년 7월부터 92단 낸드를, 도시바메모리는 9월부터 96단 낸드 양산을 시작했다. 업계에서는 92~96단 제품을 5세대로 분류한다. SK하이닉스가 96단 낸드 양산을 시작하면 세 번째 5세대 낸드 양산 업체가 된다.

SK하이닉스가 96단 낸드를 개발하면서 ‘세계 최초’라는 타이틀을 붙인 이유는 경쟁사와 완전히 다른 구조로 제품을 만들었다는 이유에서다. 삼성전자 도시바메모리 SK하이닉스 모두 제품의 기술 기반은 CTF로 같다. SK하이닉스는 여기에 PUC 기술을 추가 적용했다. PUC는 셀 작동을 관장하는 주변부 회로인 페리를 데이터 저장 영역인 셀 아래에 배치해 공간 효율을 높인 게 핵심이다.

아파트(셀)에 반드시 필요한 주차장(페리)을 종전에는 건물 옆에 지었다면 이번에는 지하에 뒀다고 이해하면 쉽다. 옥외 주차장 대신 지하 주차장을 지으면 건물 구조가 단순해지는 원리다. 경쟁사 동급 제품과 비교해 크기는 물론 제조비용도 줄일 수 있다. 웨이퍼 한 장당 나오는 제품 수가 더 많기 때문이다. 크기가 작기 때문에 스마트폰에 고용량 메모리를 장착하기도 쉽다. 처리 가능한 데이터는 64킬로바이트(KB)로 업계 최고 수준이다.

이전 제품인 72단 512Gb 낸드와 비교하면 제품 크기는 30% 이상 줄어들고, 웨이퍼당 비트 생산량은 1.5배 늘었다. 쓰기와 읽기 성능은 각각 30%, 25% 향상됐다. SK하이닉스는 이번에 개발한 4D 낸드 제품을 장착한 1테라바이트(TB) 용량의 소비자용 SSD(솔리드스테이트드라이브)를 2018년에 72단 기반 기업용 SSD는 2019년에 96단으로 전환할 계획이다.