삼성전자가 반도체 공정 미세화 한계를 극복하며 낸드 시장에 새로운 패러다임을 제시했다. 삼성전자는 '6세대(1xx단) 256기가비트(Gb) 3비트 V낸드' 기반 '기업용 PC 솔리드스테이트드라이브(SSD)' 양산에 성공했다고 6일 밝혔다. 100단 이상의 셀을 한 번에 뚫는 단일공정(1 Etching Step)으로 만들면서 동시에 '속도·생산성·절전‘ 특성을 향상시켰다. 신제품은 이미 글로벌 PC 업체에 공급됐다. 이번 기업용 250GB SATA PC SSD 양산을 시작으로 올 하반기 512Gb 3비트 V낸드 기반 SSD, 임베디드유니버셜플래시스토리지(eUFS) 등 다양한 제품을 출시할 계획이다.

삼성전자는 6세대 V낸드로 역대 최고 데이터 전송 속도와 양산성을 구현했다. 피라미드 모양으로 쌓은 3차원 차지트랩플래시(CTF) 셀을 최상단에서 최하단까지 수직으로 뚫는 공정 기술을 적용해 9x단 이상 V낸드를 생산한다. 이 기술은 현재 업계에서 삼성전자만 유일하게 사용하고 있다. 또한 6세대 V낸드는 '채널 홀 에칭(Channel Hole Etching)' 기술로 5세대 대비 단수를 약 1.4배 높였다. 채널 홀 에칭은 몰드층을 순차적으로 적층한 뒤 초강력 레이저와 에칭 물질로 한 번에 홀을 만드는 기술이다.

6세대 V낸드는 전기가 통하는 몰드(Mold) 층을 136단 쌓은 뒤 미세한 원통형 구멍을 단번에 뚫어 셀 구조물을 연결한다. 균일한 특성의 3차원 CTF셀을 만들어 낼 수 있다. 보통 적층 단수가 높아질수록 층간의 절연상태를 균일하게 유지하기 어렵고 전자의 이동경로도 길어진다. 동작 오류가 증가해 데이터 판독시간이 지연되는 문제가 발생한다. 삼성전자는 이를 극복하기 위해 6세대 V낸드에 '초고속 설계 기술'을 적용해 3비트 V낸드 역대 최고속도(데이터 쓰기시간 450㎲ 이하, 읽기응답 대기시간 45㎲ 이하)를 달성했다. 전 세대 대비 10% 이상 높은 성능과 15% 이상 낮은 동작 전압을 실현했다. 6세대 V낸드는 6억7000만개 미만 채널 홀로 256Gb 용량을 구현했다. 5세대(9x단, 약9억3000만개 채널 홀) 대비 공정 수와 칩 크기를 줄였다. 생산성도 20% 이상 향상시켰다. 특히 6세대 V낸드는 단일공정(1 Etching Step)으로 세 번만 쌓아도 300단 이상의 초고적층 차세대 V낸드를 만들 수 있다. 제품 개발 주기를 더욱 단축해준다. 삼성전자는 차세대 플래그십 스마트폰에서 요구하는 초고속·초절전 특성을 만족시키며 향후 글로벌 모바일 시장을 적극 선점할 계획이다. 차세대 엔터프라이즈 서버 시장의 고용량화를 주도하며 높은 신뢰성을 요구하는 자동차 시장까지 영역을 넓힐 예정이다. 경계현 삼성전자 메모리사업부 솔루션 개발실장 부사장은 "2세대 앞선 초고난도 3차원 메모리 양산 기술 확보로 속도와 전력효율을 더욱 높인 메모리 라인업을 적기에 출시하게 됐다"며 "향후 차세대 라인업 개발 일정을 앞당겨 초고속, 초고용량 SSD시장을 빠르게 확대할 것"이라고 밝혔다. 삼성전자는 내년부터 평택 V낸드 전용 라인에서 6세대 V낸드 기반 SSD 라인업을 본격 확대할 예정이다.