SK하이닉스, ‘CTF 기반 96단 4D 낸드플래시’ 개발…“사업 이정표 될 것”
SK하이닉스, ‘CTF 기반 96단 4D 낸드플래시’ 개발…“사업 이정표 될 것”
  • 이광재 기자
  • 승인 2018.11.04 11:05
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금감원·금융권 공동 ‘보이스피싱 제로’캠페인」 실시 등 적극 대응예정
SK하이닉스는 CTF(Charge Trap Flash)와 PUC(Peri Under Cell)를 결합한 4D 낸드(이하 ‘4D 낸드’) 구조의 96단 512Gbit(기가비트) TLC(Triple Level Cell) 낸드플래시 개발에 성공해 연내 초도 양산에 진입한다고 밝혔다. 512기가비트 낸드는 칩 하나로 64GByte(기가바이트)의 고용량 저장장치 구현이 가능한 고부가가치 제품이다.
 
SK하이닉스 4D 낸드는 기존 일부 업체가 플로팅 게이트(Floating Gate) 셀(Cell) 구조에 PUC를 결합한 방식과 달리 SK하이닉스를 포함한 대부분 업체가 3D 낸드에 채용 중인 CTF 셀 구조와 PUC 기술을 결합한 점이 특징이다.
 
SK하이닉스는 특성이 우수한 CTF 기반에서는 최초로 PUC를 도입해 업계 최고 수준(Best in Class)의 성능과 생산성을 동시에 구현한 차별성을 강조하기 위해 이 제품을 ‘CTF 기반 4D 낸드플래시’로 명명했다고 밝혔다.
 
플로팅 게이트(Floating Gate)는 전하를 도체에 저장하는 방식으로 2D 낸드에 주로 적용돼 왔으며 공정 미세화가 진행될수록 셀간 간섭이 심해져 성능이 떨어질 수 있어 대부분의 3D 낸드 업체는 CTF를 채용 중이다.
 
CTF(Charged Trap Flash)는 전하를 부도체에 저장해 셀간 간섭 문제를 해결한 기술로 기존 기술(플로팅게이트)보다 단위당 셀 면적을 줄이면서도 읽기, 쓰기 성능을 높일 수 있어 대부분의 3D 낸드에 적용되고 있다.
 
▲ SK하이닉스 96단 512Gbit TLC 4D 낸드플래시와 솔루션 제품들 (사진=SK하이닉스)   

PUC 기술은 데이터를 저장하는 셀 영역 하부에 셀 작동을 관장하는 주변부(Peri) 회로를 배치하는 기술이다. 이는 아파트 옥외주차장을 지하주차장으로 구조 변경해 공간효율을 극대화 하는 것에 비유할 수 있다.
 
이 제품은 72단 512Gbit 3D 낸드보다 칩(Chip) 사이즈는 30% 이상 줄었고 웨이퍼(Wafer)당 비트(bit) 생산은 1.5배 증가했다. 또 한 칩 내부에 플레인(Plane)을 4개 배치해 동시 처리 가능한 데이터(Data Bandwidth)를 64KByte(킬로바이트)로 2배 늘렸다.
 
뿐만 아니라 기존 3D 낸드 대비 4D 낸드의 장점인 작은 칩 사이즈를 활용해 스마트폰용 모바일 패키지에 탑재 가능하도록 개발됐다. 그 결과 SK하이닉스의 96단 512Gbit 4D 낸드 1개로 기존 256Gbit 3D 낸드 2개를 완벽하게 대체할 수 있어 원가 측면에서도 매우 유리하다. 이러한 혁신을 통해 이 제품의 쓰기와 읽기 성능은 기존 72단 제품보다 각각 30%, 25% 향상됐다.
 
또 다중 게이트 절연막 구조와 새로운 설계 기술을 도입해 I/O(정보입출구)당 데이터 전송속도를 1200Mbps까지 높이고 동작전압은 1.2V(볼트)로 낮춰 전력 효율을 기존 72단 대비 150% 개선했다.
 
SK하이닉스는 지난 8월 미국 산타클라라(Santa Clara)에서 열린 FMS(Flash Memory Summit) 기조연설(Keynote)을 통해 4D 낸드 기반의 차세대 낸드플래시 솔루션을 적기에 출시하며 시장 대응력을 강화한다고 밝힌 바 있다.
 
우선 96단 512Gbit 4D 낸드로 자체 개발 컨트롤러와 펌웨어를 탑재한 최대 1TB(테라바이트) 용량의 소비자용(Client) SSD를 연내 선보일 계획이다. 
 
기존 FMS에서 발표한대로 휴렛팩커드(HP)·마이크로소프트(MS) 등 대형고객의 인증을 마치고 사업을 본격화하고 있는 72단 기반 기업용(Enterprise) SSD도 내년에 96단으로 전환해 기업용 SSD 사업 및 경쟁력을 한층 강화할 전망이다.
 
차세대 스마트폰에 채용 예정인 UFS(Universal Flash Storage) 3.0 제품도 자체 컨트롤러와 펌웨어를 탑재해 내년 상반기 출시하는 등 차세대 모바일 솔루션 시장 공략에도 나선다.
 
이 제품도 96단 512Gbit 4D 낸드로 구성되며 현재 모바일 시장의 주력인 256Gbit 낸드 기반 제품 대비 획기적으로 향상된 성능과 대폭 개선된 전력 효율로 향후 5G를 포함한 모바일 기기의 고용량화·고성능화에 기여할 것으로 기대된다.
 
SK하이닉스는 96단 4D 낸드 기반의 1TB TLC와 1TB QLC(Quad Level Cell) 제품도 내년 중 출시 예정이다.
 
SK하이닉스 낸드 마케팅 담당 김정태 상무는 “향후 개발 플랫폼이 될 CTF 기반 96단 4D 제품은 업계 최고 수준의 원가경쟁력과 성능을 동시에 갖춘 SK하이닉스 낸드플래시 사업의 이정표가 될 것”이라면서 “연내 초도 양산을 시작하고 향후 최근 준공한 M15에서도 본격 양산에 돌입해 고객 요구에 적극 대응할 것이다”고 말했다.
 
한편 SK하이닉스는 96단 4D 낸드와 동일한 기술을 적용한 차세대 128단 4D 낸드 제품을 동시 개발중이며 이를 통해 낸드플래시 사업 경쟁력을 지속적으로 강화해나갈 계획이라고 밝혔다. 

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