“AI 시대 적기 대응”...삼성전자, 업계 최초 ‘QLC 9세대 V낸드’ 양산

TLC 이어 업계 최초 QLC도 양산 성공
'채널 홀 에칭'으로 업계 최고 단수 구현
모바일 UFS, PC·서버SSD 등 응용처 확대

▲삼성전자 QLC 9세대 V낸드 제품 (자료제공=삼성전자)

삼성전자가 업계 최초로 '1테라비트(Tb) 쿼드레벨셀(QLC) 9세대 V낸드'를 양산했다. 인공지능(AI) 시대 고용량 스토리지 서버에 대한 시장 수요가 커지고 있는 만큼 삼성전자는 고용량∙고성능 제품으로 시장 리더십을 이어가겠다는 계획이다.

12일 삼성전자는 QLC 기반의 9세대 V낸드를 최초로 양산하는 데 성공했다고 발표했다.

삼성전자는 앞서 4월 트리플레벨셀(TLC) 9세대 V낸드도 최초 양산한 바 있는데, 이번에 기술력을 대폭 끌어 올린 것이다. QLC는 1개의 셀(Cell)에 4비트(bit) 정보를 담을 수 있는 기술이다. 3비트를 담는 TLC 대비 저장 용량이 좋아 최근 증가하고 있는 데이터 센터에 더 적합한 기술로 꼽힌다.

삼성 9세대 V낸드는 독보적인 '채널 홀 에칭(Channel Hole Etching)' 기술을 활용해 더블 스택(Double Stack) 구조로 업계 최고 단수를 구현해냈다. 채널 홀 에칭 기술은 몰드 층을 순차적으로 적층한 다음 한번에 전자가 이동하는 홀을 만드는 기술이다.

특히 이번 QLC 9세대 V낸드는 셀과 셀의 동작을 관장하는 회로인 페리(Peripheral)의 면적을 최소화했다. 이에 비트 밀도가 이전 세대 QLC V낸드 대비 약 86% 증가했다.

V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층간, 층별 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 더욱 중요해졌는데, 삼성전자는 이를 위해 '디자인드 몰드(Designed Mold)' 기술을 활용했다. 디자인드 몰드란 셀 특성 균일화, 최적화를 위해 셀을 동작시키는 WL(Word Line)의 간격을 조절해 적층하는 기술이다. 이를 통해 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 약 20% 높였다.

▲삼성전자 QLC 9세대 V낸드 제품 (자료제공=삼성전자)

이번 9세대 QLC 제품은 셀의 상태 변화를 예측해 불필요한 동작을 최소화하는 '예측 프로그램(Predictive Program) 기술' 혁신을 통해 이전 세대 QLC 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선했다. 또 전력 소모를 최소화해 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 30%, 50% 줄였다.

AI가 발전할수록 데이터 처리량이 급격히 많아지면서 향후 QLC 기반 낸드 시장은 급격히 커질 것으로 전망된다.

시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 낸드 시장은 전년 대비 77% 증가한 674억 달러의 매출을 기록할 것으로 나타났다. 내년에는 고용량 QLC eSSD 확대, 스마트폰의 QLC 유니버셜 플래시 스토리지(UFS) 채용 등으로, 올해 대비 29% 증가한 880억 달러에 이를 것으로 전망된다.

트렌드포스는 “올해는 QLC가 낸드 출하량의 20%를 차지하고, 이 비중은 내년에 대폭 증가할 것”이라고 밝혔다.

▲낸드 시장 전망 (자료출처=트렌드포스)

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

허성회 삼성전자 메모리사업부 Flash개발실 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 말했다.