◆…사진제공:삼성전자
세계 최고 성능과 높은 신뢰성을 구현한 삼성전자의 4세대(64단) 256Gb(기가비트) 3bit(비트) V낸드플래시가 양산과 함께 4세대 V낸드 라인업을 확대한다.
지난 1월 B2B 고객들을 대상으로 공급을 시작한 4세대 256Gb V낸드 기반 SSD(솔리드스테이트드라이브)에 이어 모바일용 eUFS, 소비자용 SSD, 메모리카드 등까지 4세대 V낸드를 확대하고 올해 중 월간 생산 비중을 50% 이상으로 늘린다는 계획이다.
초고집적 셀 구조·공정, 초고속 동작 회로 설계와 초고신뢰성 CTF 박막 형성 등 3가지 혁신 기술이 적용되어 3세대(48단) 제품 대비 속도와 생산성 및 전력 효율 모두 30% 이상 향상됐다.
V낸드란 데이터를 저장하는 셀을 수십 개의 단을 쌓아 올려 위에서부터 하단까지 수십억 개의 미세한 홀(구멍)을 균일하게 뚫어 수직으로 적층하는 3차원(원통형) CTF 셀 구조다. 문제는 단수가 증가할수록 구조가 틀어지거나 최상단과 최하단 셀의 특성 차이가 생기는 등 적층 기술은 물리적 한계가 있었다.
삼성전자는 9-Hole이라는 초고집적 셀 구조·공정 기술을 개발해 각 층마다 균일한 홀 패턴을 형성하고 전체 단의 하중을 분산해 한계를 극복, 90단 이상의 수직 적층 한계를 극복해 반도체 칩 하나에 1조개 이상의 정보를 저장하는 1테라(Tera) 비트 V낸드 시대를 여는 원천 기술을 확보했다.
또한 초고속 동작 회로 설계로 초당 1기가비트(Gb)의 데이터를 전송하며 셀에 데이터를 기록하는 속도(tPROG)도 10나노 급(Planar, 평면) 낸드 대비 약 4배, 3세대 V낸드 대비 약 1.5배 빠른 500μs(마이크로 초, 100만분의 1초)를 달성했다.
속도뿐 아니라 동작 전압을 3.3V에서 2.5V로 낮춰 총 소비전력 효율도 30% 이상 높였다. 특히 원자 단위로 제어할 수 있는 CTF(Charge Trap Flash) 박막을 형성해 셀 크기를 줄이면서 쓰기·지우기 수명을 높였고 데이터 간섭 현상을 최소화하는 제어 기술(채널 박막화)도 구현해 3세대 대비 신뢰성도 20% 향상시켰다.
메모리사업부 플래시개발실 경계현 부사장은 “테라 V낸드 시대를 앞당기기 위해 임직원 모두 혁신적인 기술 개발에 전념했다”며 “향후에도 차세대 제품을 적기에 개발해 글로벌 IT 기업과 소비자의 만족도를 높인 솔루션을 제공하겠다”고 말했다.
한편 삼성전자는 지난 15년간 3차원 수직구조 V낸드플래시 연구와 관련, 500건 이상의 핵심 특허를 개발해 미국, 일본을 비롯한 세계 각국에 출원을 완료하는 등 메모리 반도체 기술을 선도하고 있다.
