[ 뉴스핌=황세준 기자 ] 글로벌 낸드플래시 업계에 '탑쌓기 경쟁'이 치열하다. 64단 제품이 발표된지 1년도 되지 않아 더 높은 단수의 제품이 나왔다.

30일 관련업계에 따르면 도시바와 웨스턴디지털은 최근 '96단 TLC 3D 낸드플래시'를 공동 개발했다. 이 제품은 올해 하반기 정식 출시해 고객사를 대상으로 샘플 제공에 들어간다. 양산은 2018년부터 이뤄진다.

96단은 현재 낸드플래시 기술 중 가장 높은 수치다. 도시바는 지난해 7월 64단 3D 낸드플래시를 발표한지 1년도 안돼 단수를 더 높였다. 회사측은 "96단 제품은 64단 제품에 비해 단위 칩 크기 당 저장용량이 40% 많다"며 "이를 통해 실리콘 웨이퍼 사용 효율성을 높일 수 있다"고 설명했다.

4세대 3D 낸드플래시를 사용한 1TB BGA SSD <사진=삼성전자>

삼성전자는 지난해 8월 64단 3D 낸드플래시를 개발 완료하고 현재 양산 중이다. 이 제품의 월간 생산비중을 50% 이상으로 연내 끌어올릴 계획이다. 96단 제품도 개발 중이나, 아직 시제품을 공개하지 않았다. 

SK하이닉스의 경우는 72단 3D 낸드플래시를 지난 4월 개발했고 하반기부터 양산할 계획이다. 올해 연말께는 3D 낸드플래시가 2D 낸드플래시 비중을 넘어설 것으로 보고 있다.

수치상으로는 도시바의 기술력이 가장 앞서 있는 것 처럼 보인다. 하지만 삼성전자, 도시바, SK하이닉스 제품 모두 동일한 '4세대'로 분류된다. 

제품 용량면에서는 도시바나 삼성전자나 256기가비트(32GB)로 차이가 없다. 더 높은 단수를 구현한 도시바 제품이 더 작은 반도체 칩사이즈를 구현했다는 의미다.

그러나 낸드플래시를 만들때 단수가 높아지면 하중에 의해 구조가 틀어지거나 최상단과 최하단 반도체 셀 간에 특성 차이가 발생할 위험이 높아진다. 

업계에서는 때문에 최근 벌어지는 낸드플래시 단수 경쟁은 기술 과시가 포함된 일종의 '거품'이라는 지적이 나온다. 기술 자체보다는 실제 기업 및 소비자용 제품에 필요한 용량을 가장 경제적으로 만드는 게 더 중요하다는 것이다.

반도체 업계 한 관계자는 "고객사가 원하는 용량과 특성을 얼마나 제대로 뽑아낼 수 있는지가 더 중요하다"며 "신공정은 초기에 원가가 높아지는 측면이 있기 때문에 각 업체들의 양산과 램프업(정상가동)에도 시차가 있는 것"이라고 설명했다.

삼성전자는 4세대 제품에 데이터 간섭 현상을 최소화하는 기술 등을 구현해 3세대 제품 대비 신뢰성을 20% 끌어올렸고 반도체 칩 하나에 1조개 이상의 정보를 저장하는 '1테라비트 3D 낸드플래시' 원천 기술도 이미 확보했다고 밝혔다.

SK하이닉스는 72단 제품의 생산성이 이전 세대인 48단 제품보다 30% 높고 칩 내부에 고속 회로 설계를 적용해 동작 속도가 2배 빠르며 읽기와 쓰기 성능은 20% 가량 개선했다고 설명했다.

도시바는 가까운 시일 내에 512기가비트를 적용하고 향후 1테라비트 및 4중구조(QLC)를 적용한 대용량 제품을 선보일 것이라고 발표했다.

SK하이닉스 이천 M14 전경 <사진=SK하이닉스>

낸드플래시는 전원을 끊어도 저장된 내용이 보존되는 반도체로 USB 메모리카드와 스마트폰이 대표적인 낸드플래시 사용 제품이다. 과거 USB 메모리카드, MP3 플레이어, PMP 등이 주요 수요처였으나 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 분야를 중심으로 수요가 증가하고 있다.

3D 낸드플래시는 반도체 셀을 층층이 쌓아올려 더 많은 정보를 담는 방식의 제품이다. 2D 낸드플래시가 단독주택이라면 3D 낸드플래시는 아파트와 같다.

시장조사기관 가트너(Gartner)는 올해 전체 낸드플래시 시장 규모는 465억달러에 달하며 2021년에는 565억달러에 이를 것으로 예상했다.

트렌드포스 집계결과 올해 1분기말 현재 글로벌 낸드플래시 점유율 1위는 삼성전자(35.4%)다. 2위 사업자는 웨스턴디지털(17.9%)이고 도시바는 3위(16.5%)다. SK하이닉스는 11%로 5위다.

[뉴스핌 Newspim] 황세준 기자 (hsj@newspim.com)