[이투데이-산교타임즈 특약] 39-② 삼성전자 ‘3차원 낸드플래시’ 낸드업계 숨통 탁~

‘V-NAND’ 올해 생산… 생산비용 높아 면적당 셀 늘리는 ‘다단화’ 과제

NAND 플래시 업계가 큰 전환점을 맞고 있다. 현행 미세화 기법이 한계에 봉착한 가운데 각사는 차세대형 메모리셀을 3차원 방향으로 적층하는 3D-NAND로 활로를 찾고 있다.

특히 삼성전자가 3차원 수직구조 낸드(3D-NAND) 생산에 돌입하면서 3D-NAND를 둘러싼 업계 환경은 큰 진전을 보이고 있다. 삼성은 지난 8월 3D-NAND ‘V-NAND’를 생산한다고 발표해 업계를 놀라게 했다. 아울러 삼성은 V-NAND를 넣은 960GB의 SSD도 발표, 상용화 단계에 있음을 각인시켰다.

삼성이 생산에 돌입한 3D-NAND의 칩 용량은 128GB. 4Xnm세대 제조 프로세스에서 24단 적층을 통해 실현이 가능했다.

삼성은 겨우 생산 단계라고 밝혔지만 이번 발표는 제품 샘플을 내놓는다는 점에서 업계에 의미심장하게 받아들여지고 있다. 이는 2014년부터 본격 상용화를 앞두고 1년간 시장에 각인시킨다는 의도가 깔려 있기 때문이다.

삼성은 3D-NAND의 주요 타깃으로 SSD 시장을 겨냥하고 있다. 우선은 더 큰 용량이 요구되는 서버 등 엔터프라이즈 SSD를 주요 고객으로 삼은 뒤 거대 시장인 컴퓨터용 클라이언트 SSD에 채용을 늘릴 것으로 보인다.

그러나 현재 3D-NAND는 현행 플레이너 NAND에 비해 비용 경쟁력이 떨어진다는 것이 업계의 중론이다. 작업대 면적당 비용을 낮추기 위해선 셀을 보다 많이 적층하는 ‘다단화’가 요구된다. 삼성은 조만간 제조 과정을 3Xnm세대로 미세화할 예정인 것으로 알려졌다. 이 세대에서 현행의 24단보다 많은 32단 적층이 실용화되면 플레이너(평면) NAND의 1Znm세대와 비용 면에서 견줄 수 있다고 한다.

하지만 다단화까지의 과제는 적지 않다. 특히 높은 아스펙트비 기술의 확립이 관건이다. 삼성이 이번에 발표한 128GB 제품에서도 40대1의 높은 아스펙트비를 25억개 형성하고 있어, 앞으로 50대1도 당연히 요구될 것으로 보인다.

각 업체가 발표한 투자 규모에서도 3D-NAND에 관한 정보가 흘러나오고 있다. 삼성은 현재 경기도 화성의 NAND 라인에서 3D-NAND를 생산하고 있다. 앞으로는 현재 건설 중인 중국 시안공장에서도 생산을 계획 중이다.

3D-NAND에 대한 투자는 장치 및 재료업계에도 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. 지금까지 플레이너형에서는 리소그라피 분야의 투자가 큰 비중을 차지했으나 3D-NAND에서는 엣칭과 성막 분야가 주축이다.

리소그라피는 삼성의 발표에서처럼 4X/3Xnm 등의 구세대에서 대응이 가능해 기존 설비를 활용할 수 있다는 장점이 있다. 로직 분야에서는 앞으로도 리소그라피의 투자 비용이 과반을 차지하는 현실이 바뀌지는 않을 것으로 보이지만 NAND 분야에서는 3D화에 따라 투자의 주역이 교체될 가능성이 높다.

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