"또 해냈다"…SK하이닉스, 세계 최초 '128단 4D 낸드' 양산

생산성 40%, 투자효율 60% 향상해 수익성 개선…"하반기 판매 시작"

[프라임경제] SK하이닉스(000660)가 세계 최초로 128단 1Tbit(테라비트) TLC(Triple Level Cell) 4D 낸드플래시 개발에 성공했다. 웨이퍼당 비트 생산성이 기존 96단 4D 낸드 대비 40% 향상된 게 특징이다. 지난해 10월 96단 4D 낸드 개발 이후 8개월 만의 쾌거로, 올해 하반기부터 판매될 예정이다.

SK하이닉스는 26일 "128단 4D 낸드플래시의 양산에 들어갈 예정"이라며 이 같이 밝혔다.

SK하이닉스가 세계 최초로 128단 1테라비트 TLC 4D 낸드플래시 개발에 성공했다. 사진은 제품 개발 주역들. ⓒ SK하이닉스

128단 4D 낸드플래시는 업계 최고 적층으로, 한 개의 칩에 3bit(비트)를 저장하는 낸드 셀(Cell) 3600억개 이상이 집적됐다. SK하이닉스는 이를 위해 4D 낸드 기술에 △초균일 수직 식각 기술 △고신뢰성 다층 박막 셀 형성 기술 △초고속 저전력 회로 설계 등 혁신적인 기술을 적용했다.

이 제품은 TLC 낸드로는 업계 최고 용량(1Tb)도 구현했다. 과거 SK하이닉스를 포함한 다수 업체가 96단 등으로 QLC(Quadruple Level Cell) 1Tb급 제품을 개발한 바 있으나 TLC로 이 용량을 구현한 건 처음이다. 

SK하이닉스 관계자는 "4D 낸드 최대 장점인 작은 칩사이즈(Chip Size)의 특성을 활용했기 때문에 초고용량 낸드의 구현이 가능했다"고 설명했다.

4D 낸드는 지난해 10월 SK하이닉스가 세계 최초로 개발한 제품이다. 기존 3D CTF(Charge Trap Flash) 기술과 셀 밑에 주변부 회로를 적층한 PUC(Peri Under Cell) 기술을 결합한 것으로, 아파트 옥외주차장을 지하주차장으로 구조 변경해 공간효율을 극대화한 것에 비유할 수 있다.

128단 1Tb 4D 낸드는 웨이퍼당 비트 생산성이 기존 96단 4D 낸드 대비 40% 향상됐다. 또한 같은 제품에 PUC를 적용하지 않은 경우와 비교해도 비트 생산성이 15% 이상 높다.

낸드 기술은 갈수록 복잡해지고 개발 난이도도 높아지고 있으며 생산 공정수도 증가하고 있다. 

그런데도, SK하이닉스는 동일한 4D 플랫폼을 활용해 제품을 개발했고 공정 최적화를 통해 96단 대비 셀 32단을 추가 적층하면서도 전체 공정수를 5% 줄였다. 이를 통해 128단 낸드로의 전환 투자비용을 이전 세대에 비해 60% 절감할 수 있었다.

SK하이닉스는 올해 하반기부터 128단 4D 낸드플래시를 판매할 계획이다.

오종훈 SK하이닉스 GSM담당(부사장)은 "128단 4D 낸드로 SK하이닉스는 낸드 사업의 근원적 경쟁력을 확보하게 됐다"면서 "업계 최고 적층, 최고 용량을 구현한 이 제품으로 고객들이 원하는 다양한 솔루션을 적기에 제공할 것"이라고 말했다.

한편, SK하이닉스는 내년 상반기 차세대 UFS 3.1 제품을 개발해 스마트폰 주요 고객의 5G 등 플래그십 모델에 공급할 예정이다. 또 자체 컨트롤러와 소프트웨어가 탑재된 소비자용 2TB SSD를 내년 상반기에 양산할 예정이다. 

아울러 이전 세대 대비 20% 향상된 전력 효율을 기반으로 AI와 빅데이터 환경에 최적화된 첨단 클라우드 데이터센터향 16TB와 32TB NVMe SSD도 내년에 출시할 계획이다.