더 얇게, 더 높은 밀도로…삼성 9세대 V낸드의 기술 혁신 비결은

홍승완 삼성전자 DS부문 플래시개발실 부사장./삼성전자

삼성전자가 지난달 업계 최초로 양산을 시작한 1Tb(테라비트) TLC(트리플레벨셀) 9세대 V낸드는 삼성전자만의 독보적인 기술력으로 만들어진 결과물이다. 9세대 V낸드의 기술 경쟁력은 ‘셀 게이트 워드 라인 형성’ 공정과 ‘HARC 식각’ 공정에 있다.

홍승완 DS부문 플래시개발실 부사장은 삼성전자가 21일 뉴스룸에 공개한 9세대 V낸드 기획·개발 담당 임원 인터뷰에서 “낸드는 고용량, 고성능 요구에 부합하는 방향으로 기술이 발전되고 있다”며 “이를 지원하기 위해 스택 당 고종횡비(HARC) 식각 공정 수를 최소화하는 기술, 고성능 소자 제조를 위한 하이 메탈 게이트 공정 기술, 다양한 조합의 멀티 본딩 기술 등을 통해 혁신을 이어갈 예정”이라고 말했다.

삼성전자는 지난달 업계 최초로 9세대 V낸드 양산을 시작하며 낸드 시장 지배력을 공고히 했다. 9세대 V낸드는 업계 최소 크기 셀과 최소 몰드(셀을 동작시키는 층) 두께가 구현돼 이전 세대보다 약 1.5배 높은 비트 밀도를 갖췄다.

삼성전자는 업계 최소 두께의 ‘셀 게이트 워드 라인 형성 공정’을 통해 한 ‘단’을 얇게 만들고, 그로 인해 발생하는 셀 간 간섭을 제어하는 설계 기술을 적용했다. 또한 ‘HARC 식각 공정’을 고도화해 최상단부터 최하단까지 균일한 채널 홀을 형성했다.

올해 하반기 중으로 QLC(쿼드레벨셀) 기반 낸드플래시(이하 낸드) 제품을 빠르게 개발해 인공지능(AI)용 고용량 스토리지 시장에 대응할 계획이다.

현재웅 삼성전자 상품기획실 상무는 “AI용 데이터센터 전력 비용에 제한이 있어 단일 스토리지 서버당 고용량 메모리가 필요하다”며 “체크포인트(모델 학습 과정 중 현재 상태를 저장하는 특정 지점) 유지 중요성과 멀티모달 AI 모델 확산으로 고성능 스토리지 수요도 늘고 있다”고 설명했다. 이어 “따라서 중장기 관점에서 낸드플래시 시장은 견조한 흐름을 보일 것”이라고 예상했다.

삼성전자는 이러한 수요를 대비하기 위해 AI 서버용 제품을 중심으로 포트폴리오 구성을 강화하고 있다. 현 상무는 “중장기적으로는 온디바이스 AI, 오토용 제품, 엣지 디바이스 등 차세대 응용 제품의 포트폴리오를 확대해가고 있다”고 설명했다.