SK하이닉스, 업계 최고층 176단 낸드 개발… 美 마이크론 이어 두번째

SK하이닉스가 업계 최고층인 176단 낸드플래시 제품을 선보인다. 지난달 미국 마이크론테크놀로지에 이어 전세계 두 번째로 개발을 완료했다.

7일 SK하이닉스는 ‘176단 512Gb(기가비트) TLC(트리플레벨셀) 4D 낸드플래시’를 개발했다고 밝혔다. 이 제품을 솔루션화하기 위해 지난달 컨트롤러 업체에 샘플도 제공했다.


SK하이닉스는 지난 2018년 96단 낸드플래시부터 CTF(차지트랩플래시) 셀 구조와 고집적 PUC(페리언더셀) 기술을 결합한 제품을 내놓고 있다. 성능과 생산성을 동시에 구현했다는 차별성 강조하기 위해 ‘4D 낸드플래시’로 명명, 이번 176단 낸드는 3세대 4D 제품에 해당한다.

SK하이닉스에 따르면 이번에 개발한 176단 낸드는 업계 최고 수준의 웨이퍼당 생산 칩 수를 확보했다. 비트 생산성이 이전 세대보다 35% 이상 향상돼 원가경쟁력이 높아졌다. 회로의 워드라인에 연결된 셀을 절반으로 분할해 저항을 낮추는 2분할 셀 영역 선택 기술을 새로 적용해 읽기 속도도 이전 세대보다 20% 빨라졌다. 공정 수 증가 없이 속도를 높일 수 있는 기술 또한 적용해 데이터 전송 속도는 33% 개선된 1.6Gbps를 구현했다.


낸드플래시는 적층 수가 높아지면서 셀 내부 전류 감소, 층간 비틀림 및 상하 적층 정렬 불량에 따른 셀 분포 열화 현상 등이 발생하게 된다. 이에 SK하이닉스는 176단 낸드 개발을 위해 ▲층간 높이를 낮추면서도 열화를 억제하는 설계와 공정을 통한 ‘셀 층간 높이 감소 기술’ ▲층별 특성에 따라 가하는 전압 양과 시간을 조절해 셀 특성을 균일하게 유지하는 ‘층별 변동 타이밍 제어 기술’ ▲공정상 정렬 불일치를 실시간 파악해 더블스택 공정을 자동 보정해주는 ‘초정밀 정렬 보정 기술’ 등을 활용했다고 설명했다.

SK하이닉스는 내년 중반에 최대 읽기 속도 약 70%, 최대 쓰기 속도 약 35%가 향상된 모바일 솔루션 제품을 시작으로 소비자용 SSD와 기업용 SSD를 순차적으로 출시하는 등 응용처별 시장을 확대해나갈 예정이다. 또한, 176단 4D 낸드 기반으로 용량을 2배 높인 1Tb(테라비트) 제품을 연속적으로 개발해 낸드플래시 사업 경쟁력을 높여간다는 방침이다.


최정달 SK하이닉스 낸드개발담당은 “낸드플래시 업계는 집적도 향상과 생산성 극대화를 동시에 달성하기 위해 기술 개발에 매진하고 있다”며 “SK하이닉스는 4D 낸드의 개척자로서 업계 최고의 생산성과 기술력으로 낸드플래시 시장을 선도해나갈 것”이라고 말했다.