전 세계 반도체 기업 1위에 빛나는 삼성전자가 또 하나의 역사를 썼다. 1조 비트의 셀을 단일 칩에 구현한 '1Tb(테라비트) QLC(쿼드레벨셀) 9세대 V낸드(3차원 수직구조 낸드플래시)'를 업계 최초로 양산해낸 것이다.

이는 인공지능(AI) 시대 초고용량 서버 SSD(솔리드스테이트드라이브)에 최적화된 제품이어서 향후 반도체 전쟁에서 앞서나갈 수 있는 발판이 될 것으로 보인다.

지난 12일 삼성전자는 '1Tb(테라비트) QLC(쿼드레벨셀) 9세대 V낸드(3차원 수직구조 낸드플래시)'의 양산 소식을 알리며 업계를 놀라게 했다.

9세대 V낸드는 '채널 홀 에칭' 기술을 활용해 더블 스택(채널 홀 공정을 두 번 진행) 구조로 업계 최고 단수(약 290단 추정)를 구현해냈다. 채널 홀 에칭은 몰드 층을 순차 적층한 뒤, 한 번에 전자가 이동하는 홀을 만드는 최첨단 기술이다.

특히 이번 9세대 QLC V낸드는 데이터가 저장되는 셀과 주변 회로인 페리의 면적을 최소화해 이전 세대와 비교해 비트 밀도(단위 면적당 저장되는 비트 수)가 약 86% 증가했다.

셀의 상태 변화를 예측해 불필요한 동작을 최소화하는 '예측 프로그램 기술'은 삼성 QLC 9세대 V낸드 쓰기 성능을 이전 세대 제품 대비 100%, 데이터 입출력 속도를 60%를 각각 개선했다.

비트 밀도 전 세대와 비교해 약 86% 증가..."반도체 전쟁 앞서나가게 할 것" 

낸드 셀을 구동하는 전압을 낮추고 필요한 BL(비트 라인)만 센싱해서 전력소모를 최소화한 저전력 설계 기술에 힘입어 신제품의 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 약 30%, 50% 감소했다. 아울러 데이터 보존 성능을 20% 끌어올렸다.

또 셀을 동작시키는 워드라인(WL, 트랜지스터 on·off 담당배선) 간격을 조절해 적층하는 기술인 '디자인드 몰드'를 통해 셀 특성을 균일화하고 최적화했다. QLC 9세대 V낸드 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 20% 높여 제품 신뢰성을 향상시켰다.

허성회 삼성전자 메모리사업부 플래시개발실 부사장은 "9세대 TLC 양산 4개월 만에 9세대 QLC V낸드 양산에 성공하면서 AI용 고성능·고용량 SSD 시장이 요구하는 최신 라인업을 모두 갖췄다"라며 "최근 AI용 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장 리더십도 더욱 부각될 것"이라고 강조했다.

앞으로 삼성전자는 모바일 고성능·저전력 메모리 솔루션인 UFS, PC, 서버SSD 등 QLC 9세대 V낸드 기반 제품 응용처를 점차적으로 확대할 계획이다.