삼성전자, 'QLC 9세대 V낸드' 업계 첫 양산

[이코노믹데일리] 삼성전자가 인공지능(AI) 시대 초고용량 서버 솔리드스테이트드라이브(SSD)를 위한 '1테라비트(Tb) 쿼드 레벨 셀(QLC) 9세대 V낸드'를 업계 최초로 양산했다고 12일 밝혔다.

삼성전자가 이번에 선보인 것은 고용량·고성능 낸드플래시 시장 리더십을 굳건히 할 수 있는 QLC 방식의 제품이다. QLC는 셀 한 개에 2진수 4자리 데이터를 담을 수 있는 기술로, 기존 트리플 레벨 셀(TLC)보다 동일 칩 크기로도 고용량 제품을 만들 수 있다. 삼성전자는 지난 4월 'TLC 9세대 V낸드'를 최초 양산한 데 이어 QLC 제품까지 가장 먼저 선보이는 데 성공했다.

이번 9세대 QLC의 속도는 이전 세대 QLC 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선했다. 셀의 상태 변화를 예측하여 불필요한 동작을 최소화하는 '예측 프로그램 기술' 혁신을 통해 가능했다. 전력 효율도 높아졌다. 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.

삼성전자는 특히 9세대 V낸드에 독보적인 '채널 홀 에칭(Channel Hole Etching)' 기술을 활용했다. 채널 홀 에칭 기술은 홀(구멍)을 뚫어 셀을 연결하는 방식이다. 

V낸드는 스택(셀의 묶음)을 몇 번에 나눠 제조를 진행하는 지에 따라 '싱글(한 번)-더블(두 번)-트리플(세 번) 스택'으로 나뉜다. 경쟁 업체들이 공정 난도와 수율 문제로 트리플 스택 구조로 넘어가고 있으나, 삼성전자는 더블 스택 구조로 업계 최고 단수를 구현해 냈다.

칩의 집적도도 높아졌다. 이번 QLC 9세대 V낸드는 셀(Cell)과 셀의 동작을 관장하는 각종 회로로 구성된 '페리(Peripheral)'의 면적을 최소화했다. 이에 따라 단위 면적당 저장되는 비트(Bit) 수가 크게 늘었다. 이전 세대 QLC V낸드 대비 86% 증가한 업계 최고 수준의 비트 밀도를 자랑한다.

데이터 신뢰성도 향상됐다. 삼성전자는 데이터 보존 성능을 높이기 위한 '디자인드 몰드(Designed Mold)' 기술을 활용했다. V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층간, 층별 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 더욱 중요하다. 삼성전자는 이 기술을 통해 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 약 20% 높였다고 밝혔다.

허성회 삼성전자 메모리사업부 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 AI발 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장에서의 리더십이 더욱 부각될 것"이라고 설명했다.