혁신 기술 집약해 고단 적층 QLC V낸드 한계 극복
‘디자인드 몰드’ 기술로 데이터 보존 성능·신뢰성↑
브랜드 제품발 MUFS·PC·서버SSD 등 응용처 확대
▲삼성전자가 업계 최초로 양산에 성공한 1Tb(테라비트) QLC(Quad Level Cell) 9세대 V낸드. 사진=삼성전자 제공
삼성전자는 인공 지능(AI)시대 초고용량 서버 SSD를 위한 '1Tb(테라비트) QLC(Quad Level Cell) 9세대 V낸드'를 업계 최초로 양산했다고 12일 밝혔다.
1Tb V낸드는 1조 비트의 셀을 단일 칩 안에서 구현한 제품이고 QLC는 하나의 셀에 4bit 데이터를 기록할 수 있는 구조다.
삼성전자는 지난 4월 'TLC 9세대 V낸드'를 최초 양산한데 이어 QLC 제품까지 선보이며 고용량∙고성능 낸드플래시 시장 리더십을 굳건히 했다. TLC는 하나의 셀에 3bit 데이터를 기록할 수 있는 구조다.
삼성 9세대 V낸드는 몰드층을 순차적으로 적층한 다음 한번에 전자가 이동하는 홀(채널 홀)을 만드는 기술인 '채널 홀 에칭'을 활용해 더블 스택 구조로 업계 최고 단수를 구현해냈다.
특히 이번 QLC 9세대 V낸드는 셀과 셀의 동작을 관장하는 각종 회로들로 구성된 페리의 면적을 최소화해 이전 세대 QLC V낸드 대비 약 86% 증가한 업계 최고 수준의 비트 밀도를 자랑한다.
V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층간, 층별 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 더욱 중요해졌으며, 삼성전자는 이를 위해 '디자인드 몰드' 기술을 활용했다. '디자인드 몰드'란 셀 특성 균일화, 최적화를 위해 셀을 동작시키는 트랜지스터의 온·오프를 담당하는 배선인 WL(Word Line)의 간격을 조절하여 적층하는 기술로, 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 약 20% 높여 제품 신뢰성을 향상시켰다.
이번 9세대 QLC는 셀의 상태 변화를 예측하여 불필요한 동작을 최소화하는 '예측 프로그램 기술' 혁신을 통해 이전 세대 QLC 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선했다.
또한 낸드 셀을 구동하는 전압을 낮추고 필요한 BL(Bit Line)만 센싱해 전력 소모를 최소화한 '저전력 설계 기술'을 통해 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 약 30%, 50% 감소했다.
허성회 삼성전자 메모리 사업부 플래시 개발실 부사장은 “9세대 TLC 양산 4개월 만에 9세대 QLC V낸드 또한 양산에 성공함으로써 AI용 고성능·고용량 SSD 시장이 요구하는 최신 라인업을 모두 갖췄다"며 “최근 AI향으로 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장에서의 리더십이 더욱 부각될 것"이라고 밝혔다.
삼성전자는 브랜드 제품을 시작으로 향후 모바일 UFS·PC·서버 SSD 등 QLC 9세대 V낸드 기반 제품 응용처를 점차 확대할 계획이다.
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