SK하이닉스가 SEDEX 2019에서 메모리 중심 세상(Memory Centric World)를 주제로 4차 산업혁명 시대 메모리의 위상과 중요성을 강조한다. 자사 주요 제품인 D램, 낸드플래시, CIS(CMOS Image Sensor) 등과 함께 반도체 제조공정, 메모리 반도체 발전과정 등을 선보인다. 

SK하이닉스가 지난 6월 세계 최초 양산에 성공한 128단 4D 낸드는 업계 최고 적층으로, 한 개 칩에 3비트(bit)를 저장하는 낸드 셀 3600억 개 이상이 집적된 1테라비트(Tb) 제품이다. SK하이닉스는 이를 위해 자체 개발한 4D 낸드 기술에 ▲ 초균일 수직 식각 기술 ▲ 고신뢰성 다층 박막 셀 형성 기술 ▲ 초고속 저전력 회로 설계 등의 기술을 적용했다. 

이 제품은 트리플레벨셀(TLC) 낸드로는 업계 최고 용량인 1Tb를 구현했다. SK하이닉스 4D 낸드 최대 장점인 작은 칩사이즈를 활용했기 때문에 초고용량 낸드의 구현이 가능했다. 한 개의 칩 내부에 플레인 4개를 배치한 구조로 1.2V로 데이터 전송속도 1400Mbps를 구현해 고성능 저전력 모바일 솔루션 및 기업용 SSD의 구현이 가능하다.

내년 상반기 스마트폰 플래그십 모델에 탑재될 차세대 UFS 3.1 제품에도 적용된다. 512Gb 낸드로 구현할 때와 비교해 낸드 개수가 반으로 줄어들어 소비전력은 20% 낮아지고, 패키지 두께는 1mm로 얇아진다. 향상된 전력 효율을 기반으로 인공지능(AI)과 빅데이터 환경에 최적화된 첨단 클라우드 데이터센터용 16TB와 32TB NVMe 솔리드스테이트드라이브(SSD)도 내년에 출시할 계획이다.

1y나노급 8Gb DDR4 D램은 기존 1x나노급 제품 대비 생산성이 약 20% 향상됐으며, 전력 소비도 15% 이상 감축했다. 3200Mbps까지 안정적인 데이터 전송 속도 구현이 가능하다. '4Phase Clocking' 설계 기술과 독자 기술인 센스 앰프 제어 기술을 도입해 속도와 안정성을 향상시켰다. 센스 앰프 제어 기술은 D램 셀에 작은 전하 형태로 저장돼있는 데이터를 감지하고 증폭시켜 외부로 전달하는 센스 앰프의 성능을 강화하는 기술이다. PC와 서버 시장을 시작으로, 모바일을 비롯한 다양한 응용처에 걸쳐 2세대 10나노급 미세공정 기술을 확대 적용해나갈 계획이다.

2세대 1y나노급 16Gb DDR5 D램은 미세공정을 적용하고 세계 최초로 국제반도체표준협의기구(JEDEC) 규격을 적용했다. DDR5는 기존 DDR4 D램보다 동작 전압이 낮아져 전력소비량을 30% 줄일 수 있다. 전송속도는 5200Mbps로 DDR4의 1.6배에 달한다. 이는 3.8GByte 용량의 풀HD급 영화(3.7GB) 11편에 해당하는 데이터를 1초에 처리할 수 있는 수준이다. 

SK하이닉스는 2세대 1y나노급 미세공정을 적용한 16Gb DDR5 D램을 주요 칩셋 업체에 실제로 제공하면서 상용화 가능성을 높였다. SK하이닉스는 DDR5 시장이 열리는 2020년부터 본격 양산할 계획이다.

HBM2E는 HBM D램의 차세대 제품으로, 이전 규격인 HBM2 대비 처리 속도가 50% 향상됐다. 초당 3.6Gb 처리 속도를 구현할 수 있어 1024개의 정보출입구(I/O)를 통해 초당 460GBy의 데이터 처리가 가능하다. 이는 풀HD급 영화(3.7GB) 124편 분량의 데이터를 1초에 처리할 수 있는 수준이다. HBM은 칩 자체를 GPU와 같은 로직 칩 등에 수십μm 간격 수준으로 칩간거리를 단축시켜 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 크게 끌어올린 제품이다.

SK하이닉스 관계자는 "데이터에 접근하고 저장하는 방식 변화는 앞으로 반도체 중에서도 메모리 반도체 기술의 발전 방향에 따라 달라진다"면서 "SK하이닉스는 급변하는 반도체 시장환경과 경쟁구도 속에서도 과감한 투자를 통해 경쟁력을 강화해 향후에도 미래 메모리 시장을 선도하는 업체로서의 위상을 더욱 높여나갈 것"이라고 전했다.

전동엽 기자 다른기사 보기