삼성전자, 64단 256Gb V-낸드 양산 시작

삼성전자는 서버, PC, 모바일 기기용 스토리지 솔루션 라인업 확대를 위해 64단 256Gb(기가비트) V-낸드 플래시 메모리 모듈을 대량 생산하기 시작했다고 발표했습니다. 삼성전자는 지난 1월 주요 IT 고객을 대상으로 64단 256Gb V-낸드 칩을 기반으로 한 업계 최초의 SSD를 생산하기 시작한 이래로 광범위한 새로운 V-낸드플래시 기반 모바일 및 컨슈머 스토리지 솔루션을 개발하고 있습니다. 올해 말까지 임베디드 UFS 메모리, 브랜드 SSD 및 외장 메모리 카드를 출시할 것입니다.

메모리 시장 경쟁에서의 우위를 확보하기 위해 삼성은 자사의 월별 낸드플래시 생산량의 50% 이상을 64단 V-낸드(4세대 V-낸드라고도 함) 플래시 메모리로 채우기 위해 연말까지 대량 생산을 계획하고 있습니다. 경계현 삼성전자 메모리 사업부 부사장은 "혁신적인 기술에 대한 오랜 헌신에 힘입어 업계 최초의 V-낸드 플래시 메모리 생산의 한계를 지속적으로 뛰어넘을 것이며, 이 산업을 테라비트 V-낸드 시대의 도래에 더 가깝게 할것" 이라고 말했습니다.

삼성전자 64단 3D 256Gb V-낸드는 현재 이용 가능한 낸드플래시 메모리 중에서 가장 빠른 1Gbps(기가비트/초)의 데이터 전송 속도를 특징으로 합니다. 또한 V- 낸드는 낸드플래시 메모리 중에서 가장 짧은 500㎲(마이크로초) 페이지 프로그래밍 시간을 가지고 있으며(tPROG), 일반적인 10nm 급 평면 낸드플래시 메모리보다 약 4배정도 더 빠르며 삼성전자의 가장 빠른 48단 3D 256Gb V-낸드 플래시메모리보다 약 1.5배 빠른 것입니다. 삼성전자는 첨단 V-낸드 제품을 공급하고 있기 때문에 칩 스케일링 경쟁에 몰두하기보다는 메모리 스토리지의 고성능화와 안정성 강화에 더욱 집중할 것으로 기대되고 있습니다.

새로운 64단 256Gb V-낸드는 앞선 세대의 48단 256Gb V-낸드와 비교하여 30% 이상의 생산성 향상을 제공합니다. 또한 64단 V-낸드는 회로에 2.5V 입력 전압을 제공하므로 48단 V-낸드가 사용하는 3.3V보다 약 30% 더 높은 에너지 효율을 제공합니다. 그리고 새로운 V-낸드 셀의 신뢰성은 이전 제품에 비해 약 20% 증가하였습니다.

삼성전자는 고급 V-낸드 제조 공정에서 나타나는 다양한 과제들을 해결함으로써 이러한 개선을 이루어냈습니다. 그 중에서도 수십 층의 셀 어레이를 관통하는 수십억 개의 채널 홀을 만들고 약 853억 개의 셀에서 전자의 손실을 최소화하는것이 주요 관건이었습니다. 셀 어레이의 층수가 증가함에 따라 특히 채널 홀을 상부에서 하부 층으로 형태가 균질하게 되도록 만들고 모든 층의 무게를 적절하게 분산시켜 층의 안정성을 향상시키는데 기술적 어려움의 수준이 증가합니다.

삼성전자가 극복한 또 다른 도전 과제는 3D CTF(Charge Trap Flash) 구조를 기반으로 하는 64단의 셀 어레이를 구현하고 각 채널 구멍의 안쪽을 원자적으로 얇은 비전도성 물질로 균일하게 덮는 것입니다. 이로 인해 성능과 안정성이 개선된 더 작은 셀이 생성되었습니다.

삼성은 독점적인 V-낸드 3D 구조에 대한 15년의 연구 결과를 바탕으로 핵심 기술과 관련하여 500개가 넘는 특허를 출원하였으며 한국, 미국, 일본을 비롯한 여러 국가에서 응용 기술을 제출했습니다. 삼성은 64단 V-낸드의 성공을 기반으로 향후 90층 이상의 셀 어레이를 적층함으로써 1테라비트 이상의 V-낸드 칩을 생산하는 데 필요한 기본적인 기술을 확보했습니다.

참고 자료

https://www.techpowerup.com/234375/samsung-ramps-up-64-layer-3d-v-nand-memory-production

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