삼성전자, 초고용량 ‘QLC 9세대 V낸드’ 양산

삼성전자 는 업계 최초로 1테라비트(Tb) 쿼드레벨셀(QLC) 9세대 V낸드 양산을 시작했다고 12일 밝혔다. /삼성전자

삼성전자가 인공지능(AI) 서버에 쓸 수 있는 1테라비트(Tb·1기가바이트의 125배) 용량의 QLC 9세대 V낸드를 업계 최초로 양산했다고 12일 밝혔다. 낸드는 데이터 저장용으로 쓰는 메모리 반도체로, 이를 수직으로 쌓은 것을 V낸드라고 한다. 여기에 하나의 셀(데이터를 저장하는 곳)에 4비트까지 담을 수 있는 게 QLC 구조다.

이번 제품은 앞선 세대 낸드플래시 제품보다 데이터 쓰기 속도는 두 배 빨라졌고, 소비 전력은 최대 50% 감소한 것이 특징이다. 삼성전자는 AI 학습용 SSD(대용량 저장장치) 수요가 폭증하는 만큼, 고용량 고성능 낸드 시장에서 우위를 굳힌다는 전략이다.

삼성전자는 지난 4월 TLC(셀당 3비트 저장) 9세대 V낸드를 최초 양산한 데 이어 QLC 제품까지 최초로 시장에 선보였다. 대만 트렌드포스는 올해 낸드플래시 출하량의 20%를 QLC 낸드가 차지하고, 내년에는 더욱 늘어날 것으로 전망했다. AI 데이터센터를 앞다퉈 짓는 글로벌 빅테크를 중심으로 고성능·고용량 저장장치에 대한 수요도 덩달아 늘고 있기 때문이다.

V낸드의 성능은 메모리를 수직으로 얼마나 잘 쌓느냐에 달려 있다. 단수가 높을수록 같은 면적에 많은 데이터를 저장할 수 있다. 이번 9세대 V낸드는 데이터를 기록하는 셀의 상태 변화를 예측해 불필요한 동작을 최소화하는 ‘예측 프로그램 기술’이 쓰였다. 이를 통해 이전 세대 제품 대비 데이터 쓰기 성능은 100%, 입출력 속도는 60% 개선했다고 삼성전자는 밝혔다. 또 저전력 설계 기술을 통해 데이터 읽기·쓰기 소비 전력도 각각 30%, 50% 줄였다. 허성회 삼성전자 메모리사업부 부사장은 “9세대 TLC 낸드 양산 4개월 만에 QLC V낸드 또한 양산에 성공함으로써 AI용 고성능, 고용량 SSD 시장이 요구하는 최신 라인업을 모두 갖추게 됐다”고 말했다.

삼성전자, 업계 최초 ‘QLC 9세대 V낸드’ 양산

삼성전자가 AI시대 초고용량 서버SSD를 위한 ‘1Tb(테라비트) QLC(Quad Level Cell) 9세대 V낸드’를 업계 최초로 양산했다.

* 1Tb(Terabit) V낸드: 1조 비트의 셀을 단일 칩 안에서 구현한 제품* QLC(Quad Level Cell): 하나의 셀에 4bit 데이터를 기록할 수 있는 구조

삼성전자는 지난 4월 ‘TLC 9세대 V낸드’를 최초 양산한데 이어 QLC 제품까지 선보이며 고용량∙고성능 낸드플래시 시장 리더십을 굳건히 했다.

* TLC(Triple Level Cell): 하나의 셀에 3bit 데이터를 기록할 수 있는 구조

▲ 업계 최초 양산, 삼성전자 QLC 9세대 V낸드 제품

삼성 9세대 V낸드는 독보적인 ‘채널 홀 에칭(Channel Hole Etching)’ 기술을 활용해 더블 스택(Double Stack) 구조로 업계 최고 단수를 구현해냈다.

* 채널 홀 에칭(Channel Hole Etching): 몰드층을 순차적으로 적층한 다음 한번에 전자가 이동하는 홀(채널 홀)을 만드는 기술* 더블 스택(Double Stack): ‘채널 홀’ 공정을 두 번 진행해 만든 구조

특히 이번 QLC 9세대 V낸드는 셀(Cell)과 페리(Peripheral)의 면적을 최소화해 이전 세대 QLC V낸드 대비 약 86% 증가한 업계 최고 수준의 비트 밀도(Bit Density)를 자랑한다.

* 페리(Peripheral): 셀의 동작을 관장하는 각종 회로들로 구성* 비트 밀도(Bit Density): 단위 면적당 저장되는 비트(Bit)의 수

V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층간, 층별 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 더욱 중요해졌으며, 삼성전자는 이를 위해 ‘디자인드 몰드(Designed Mold)’ 기술을 활용했다.

* 몰드(Mold): 셀을 동작시키는 WL(Word Line)의 층

‘디자인드 몰드’란 셀 특성 균일화, 최적화를 위해 셀을 동작시키는 WL(Word Line)의 간격을 조절하여 적층하는 기술로, 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 약 20% 높여 제품 신뢰성을 향상시켰다.

* WL(Word Line): 트랜지스터의 on/off를 담당하는 배선

이번 9세대 QLC는 셀의 상태 변화를 예측하여 불필요한 동작을 최소화하는 ‘예측 프로그램(Predictive Program) 기술’ 혁신을 통해 이전 세대 QLC 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선했다.

또한 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.

* BL(Bit Line): 데이터 쓰기, 읽기 역할을 담당하는 배선. WL(Word Line)과 함께 Cell Array를 이룸

삼성전자 메모리사업부 Flash개발실 허성회 부사장은 “9세대 TLC 양산 4개월 만에 9세대 QLC V낸드 또한 양산에 성공함으로써 AI용 고성능, 고용량 SSD 시장이 요구하는 최신 라인업을 모두 갖췄다”며, “최근 AI향으로 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장에서의 리더십이 더욱 부각될 것”이라고 밝혔다.

삼성전자는 브랜드 제품을 시작으로 향후 모바일 UFS, PC 및 서버SSD 등 QLC 9세대 V낸드 기반 제품 응용처를 점차 확대할 계획이다.

* UFS(Universal Flash Storage): 초소형 폼팩터의 고성능·저전력 메모리 솔루션

▲ 업계 최초 양산, 삼성전자 QLC 9세대 V낸드 제품

삼성전자, 업계 최초 ‘QLC 9세대 V낸드’ 양산 – Samsung Newsroom Korea

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