SK하이닉스, 세계서 가장 높은 '321단 낸드' 가장 먼저 만든다

321단 4D 낸드 플래시 양산
이전 세대 대비 생산성 59%↑
AI 스토리지 시장 공략

SK하이닉스가 세계 첫 321단 1Tb TLC 4D 낸드 플래시 양산을 시작했다. SK하이닉스 제공

SK하이닉스가 세계 최고층인 321단 1테라비트(Tb) 트리플레벨셀(TLC) 4D 낸드 플래시 양산을 시작했다. 2023년 8월 관련 기술을 개발한 지 15개월 만으로 당시 2025년 상반기에 양산할 수 있을 것이라고 밝혔는데 몇 달을 앞당겨 대량 생산에 들어갔다.

21일 SK하이닉스는 "내년 상반기부터 321단 4D 낸드 플래시 제품을 고객사에 공급한다"며 "당사는 2023년 6월 238단 4D 낸드 플래시를 양산했고 이번에 300단을 넘어서는 낸드도 가장 먼저 선보이며 기술 한계를 돌파했다"고 밝혔다. 낸드플래시는 한 개의 셀(Cell)에 몇 개의 정보(비트 단위)를 저장하느냐에 따라 SLC(1개)-MLC(2개)-TLC(3개)-QLC(4개)-PLC(5개) 등으로 규격이 나뉜다. 정보 저장량이 늘어날수록 같은 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다.

321단 제품은 기존 세대보다 데이터 전송 속도는 12%, 읽기 성능은 13% 향상됐다. 데이터 읽기 전력 효율도 10% 이상 높아졌다. SK하이닉스는 321단 낸드로 인공지능(AI)향 저전력 고성능 신규 시장에도 적극 대응해 활용 범위를 넓혀 갈 계획이다.

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SK하이닉스는 이번 제품 개발 과정에서 생산 효율이 높은 '3-플러그(Plug)' 공정 기술을 도입해 적층 한계를 극복했다. 이 기술은 세 번에 나누어 플러그 공정을 진행한 뒤 최적화된 후속 공정을 거쳐 3개의 플러그를 전기적으로 연결하는 방식이다. 이 과정에서 저변형(플러그 안에 채운 물질을 바꿔서 변형을 줄임) 소재를 만들고 플러그(여러 층의 기판을 쌓은 뒤 셀을 한 번에 형성하기 위해 내는 수직 구멍) 사이 자동 정렬 보정 기술을 도입했다. 이와 함께 회사 기술진은 이전 세대인 238단 낸드의 개발 플랫폼을 321단에도 적용해 공정 변화를 최소화함으로써 이전 세대보다 생산성을 59% 높였다.

최정달 SK하이닉스 부사장(낸드 개발담당)은 "당사는 300단 이상 낸드 양산에 가장 먼저 돌입하면서 AI 데이터센터용 솔리드스테이트드라이브(SSD, 저장장치), 온디바이스 AI 등 AI 스토리지(Storage, 저장장치) 시장을 공략하는 데 유리한 입지를 차지하게 됐다"며 "고대역폭메모리(HBM)로 대표되는 D램은 물론, 낸드에서도 초고성능 메모리 포트폴리오를 완벽하게 갖춘 AI 메모리 공급 업체로 발돋움할 것"이라고 말했다.

이윤주 기자 misslee@hankookilbo.com