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‘3D 낸드 플래시’ 시장의 왕좌의 게임은 진행 중

마이크론, 올해 3분기부터 176층 낸드 제품 늘리면…웨이퍼 가격 영향

[산업일보]
지난해 3D 낸드플래시(NAND Flash) 시장에서 1위를 굳힌 삼성전자가 올해도 그 자리를 지킬 수 있을지 주목된다.

마이크론(Micron)과 SK하이닉스, 그리고 키옥시아(Kioxia)와 웨스턴 디지털(Western Digital)의 추격이 거세지고 있기 때문이다.

최근 3D 낸드플래시 시장은 더 많은 메모리를 더 좁은 공간에 넣기 위한 밀도 경쟁이 치열하다. 이를 통해 크기는 작은데 반해 읽기 및 쓰기속도 개선 등 애플리케이션 성능을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다.

다층 경쟁의 첫 주자인 마이크론은 지난해 11월, 176층(Layer) 낸드를 출시하며 관련 업계를 놀라게 했다.
‘3D 낸드 플래시’ 시장의 왕좌의 게임은 진행 중
▲마이크론이 지난해 11월 발표한 176층(Layer) 낸드를 형상화한 모습.(자료=마이크론 홈페이지)

마이크론의 기술 및 제품 담당 부사장인 Scott DeBoer는 자료를 통해 ‘Micron의 176층 낸드는 업계의 새로운 기준을 세웠다. 레이어 수는 가장 가까운 경쟁 제품보다 거의 40% 더 높다.’고 밝혔다.

이 회사의 176층 낸드는 데이터 집약적인 환경 및 워크로드를 가속화하고 더 빠른 시스템 부팅, 개발자를 위해 단일 패스 프로그래밍 알고리즘을 제공해 통합을 더 쉽게 하고 출시 시간을 단축할 수 있다는 점을 내세우고 있다.

마이크론에 이어 한달 뒤인 지난해 12월, SK하이닉스는 176단 4D 낸드를 개발했다고 밝혔다.

이 회사가 밝힌 176단 낸드는 3세대 4D 제품으로, 2분할 셀 영역 선택 기술을 적용해 셀(Cell)에서의 읽기 속도를 이 회사의ㅣ 이전 세대 모델보다 20% 개선했다. 또한 공정 수 증가 없이 속도를 높일 수 있는 기술도 적용해 데이터 전송 속도를 33% 개선된 1.6Gbps를 구현했다.

이 회사의 4D 낸드는 2018년 96단 낸드부터 CTF 셀 구조와 PUC 기술을 결합해 성능과 생산성을 동시에 구현한 차별성을 강조하기 위해 자체적으로 부르기 시작한 명칭이다.
‘3D 낸드 플래시’ 시장의 왕좌의 게임은 진행 중
▲SK하이닉스가 개발한 176단 4D 낸드 기반 512Gb TLC (자료=SK하이닉스)

SK하이닉스는 올해 중반, 최대 읽기 속도 약 70%, 최대 쓰기 속도 약 35% 향상된 모바일 솔루션 제품을 시작으로 소비자용 SSD와 기업용 SSD를 순차적으로 출시하는 등 응용처별 시장을 확대해 나갈 것이라고 자료를 통해 밝혔다.

또한 이 회사는 낸드사업 강화를 위해 지난해 10월, 인텔의 낸드 사업부 인수를 발표했는데 올해 1월 인텔의 낸드 생산 팹이 위치하고 있는 중국 다롄(大连)시 정부와 협력관계 구축을 위한 양해각서(MOU)를 체결하기도 했다.

이 협약을 통해 다롄 지역에서의 신규 투자를 공동으로 추진하기로 했다. 또한 다롄시는 인텔 팹이 SK하이닉스로 원활하게 이전될 수 있도록 필요한 절차를 지원하기로 했다.

올해 2월, 키옥시아(Kioxia)와 웨스턴 디지털(Western Digital)도 파트너십을 통해 6세대 162단 3D 플래시 메모리 기술을 개발했다고 발표했다.

웨스턴 디지털의 기술전략부 사장인 시바 시바람(Siva Sivaram) 박사는 ‘전 세계적으로 늘고 있는 데이터 수요에 대응하고 기술을 계속 발전시켜 나가려면 3D 플래시 메모리 스케일링에 대한 새로운 접근법이 무엇보다 중요하다’며 ‘키옥시아와 웨스턴 디지털은 6세대 162단 3D 플래시 메모리 기술을 통해 다이와 레이어는 줄이되 용량은 확장했다’고 자료를 통해 밝혔다.

양사가 공동 개발한 6세대 3D 플래시 메모리 기술은 진보한 수평 스케일링을 162단 수직 적층 메모리와 결합시키면 112단 적층 기술에 비해 다이 크기를 40% 줄여 비용을 최적화했다.
‘3D 낸드 플래시’ 시장의 왕좌의 게임은 진행 중
▲ 2019년 출시된 삼성전자의 6세대 V낸드 SSD (자료=삼성전자)

3D 낸드플래시 다층 기술 개발 경쟁이 치열한 가운데 왕좌에 있는 삼성전자는 2019년 양산한 6세대 3D 낸드플래시를 선보인 이후 올해 1월, 2020년 4분기 실적 발표에서 낸드 분야는 6세대 V낸드 전환 가속화를 통해 원가 경쟁력과 시장 리더십 강화를 추진하는 한편, 7세대 V낸드 등 차세대 라인업을 선보일 것이라고 밝혔다.

삼성전자가 출시할 것이라고 예고한 7세대 V낸드의 면모가 어떨지 밝혀지지 않은 가운데 올해도 3D 낸드 시장에서 왕좌를 지킬지 궁금증을 자아내고 있다.

한편, TrendForce의 최근 조사에 따르면, 상반기 낸드 플래시 웨이퍼 가격 하락폭이 좁아졌고, 올해 2분기를 내다보면, 데이터센터 및 서버측 수요도 낸드 플래시 웨이퍼 가격 상승 모멘텀을 제공할 것이라고 내다봤다.

다만, 이 조사에서는 마이크론이 3분기부터 176층 낸드 제품을 늘릴 예정이고, 이들 제품은 비용 측면에서 크게 개선되고 주요 낸드 플래시 애플리케이션은 그때까지 더 많은 레이어 수를 가진 제품으로 전환될 것으로 전망되기 때문에 하반기 낸드 플래시 웨이퍼 가격에 미치는 영향은 여전히 ​​남아 있다고 분석했다.
김원정 기자 sanup20@kidd.co.kr

제조기업 강국이 되는 그날까지, 공장자동화 스마트팩토리에 대한 뉴스를 기획·심층 보도하겠습니다.

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