64단 대비 속도 1.4배 빠르고
데이터 저장능력 2배로 늘어나
SK하이닉스·마이크론 등 견제
삼성전자(45,200900 2.03%)가 96단 3차원(3D) 낸드플래시 양산에 성공했다. 후발업체들의 추격으로 갈수록 치열해지고 있는 낸드 시장에서 우위를 이어가는 발판이 될 것으로 전망된다.

삼성전자는 기존 64단 3D 낸드 대비 데이터 전송 속도가 1.4배 빠르고 데이터 입력 시간도 30% 줄어든 5세대 낸드(96단) 양산에 들어갔다고 10일 발표했다. 일반적인 메모리반도체가 단층 건물이라면 3D 낸드는 아파트에 해당한다. 층수가 높을수록 더 많은 데이터를 저장할 수 있고, 똑같은 데이터를 저장하더라도 속도가 빨라지고 소비전력은 줄어든다.

이번에 양산을 시작하는 96단 3D 낸드는 칩 하나에 1Tb(테라비트)까지 담을 수 있다. 최대 512Gb(기가비트)를 저장했던 64단 3D 낸드 대비 2배 가까이 많은 데이터를 저장할 수 있다. 단수는 1.5배가량 늘었지만 전체 칩의 높이는 20% 올라가는 데 그쳤다. 각 단에 데이터가 저장되는 셀의 높이를 기존 제품 대비 20%가량 줄였기 때문이다. 단이 높아지면서 떨어질 수 있는 데이터 속도와 저장 균일성 문제를 해결하기 위해 소재 혁신을 거듭한 결과다.

3D 낸드의 단수가 높아지면 구조적으로 불안정해질 우려도 있다. 같은 아파트라도 층수가 높을수록 난도 높은 공법이 동원되는 것과 같은 원리다. 삼성전자는 96단 3D 낸드에 직경 수백나노미터(㎚·10억 분의 1m)의 구멍 850억 개를 뚫어 데이터를 저장하는 기술을 최초로 적용했다. 각 구멍을 둘러싼 소재가 전체 구조를 지탱해 셀을 하나씩 쌓아올리는 것보다 안정적이다.

이번에도 혁신적 기술을 먼저 내놨지만 삼성전자의 기술적 우위는 예전만 못하다. SK하이닉스는 72단 3D 낸드, 도시바와 마이크론은 64단 3D 낸드를 양산하고 있다. 이들 업체는 내년이면 삼성전자와 같은 5세대 3D 낸드를 생산할 것으로 예상된다. 삼성전자가 3세대 3D 낸드를 처음 내놨던 2015년 8월엔 3D 낸드 시장에서 경쟁자가 전무했다. 3D 낸드로 만드는 기업용 솔리드스테이트드라이브(SSD) 시장에도 올 들어 SK하이닉스가 자체 제품을 내놓으며 삼성전자의 독점 구조를 깼다. 30여 년 만에 메모리 반도체 시장에 복귀한 인텔도 ‘3크로스포인트’라는 독자적인 기술을 무기로 낸드 시장을 잠식해 오고 있다.

삼성전자는 기술적 우위를 바탕으로 후발업체들과의 격차를 유지하기 위해 노력할 전망이다. 반도체업계 관계자는 “똑같은 4세대 제품을 만들어도 수익 및 생산성 면에서 삼성전자와 경쟁 업체들은 큰 차이가 있다”며 “삼성전자가 96단 3D 낸드 시장을 개척하는 한편으로 64단 이하 제품 가격은 떨어뜨려 경쟁 업체들을 견제할 가능성이 높다”고 말했다.

노경목 기자 autonomy@hankyung.com

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