삼성, 반도체업계 3D낸드 경쟁 불댕겼다

[글로벌이코노믹 이재구 기자] 3D낸드는 지금까지 일반 반도체에 사용되는 평범한 2차원 낸드를 차곡차곡 쌓아 올리는 제조기법으로 만들어진다. 삼성전자는 셀을 수직으로 적층한다고 해서 수직낸드(Vertical NAND·V낸드)라고 부른다.

이같은 3D플래시 개발은 기존 평면 낸드반도체 제조공정(회로선폭) 미세화 노력이 16나노미터에서 한계에 이르면서 시작됐다.
반도체업계는 셀을 위(수직)로 차곡차곡 쌓는 설계방법을 통해 동일면적에서 용량을 늘리는 방법을 해결책으로 생각해 냈다.

예를 들어 48단(또는 48층) 3D낸드는 2D와 동일한 면적을 사용하지만 셀을 48층 아파트처럼 쌓아 만든 것이다. 2D 셀에서 이런 저장용량을 갖게 하려면 원래의 48배 면적을 확보해야 하는 것에 비유된다.

게다가 이렇게 만들어진 3D방식 낸드는 2D방식으로 불리는 기존의 평면(planar)낸드플래시보다 빠른 저장속도, 긴 수명, 월등한 전력소비 효율성을 자랑하게 된다.

이 작업에 가장 먼저 눈뜨고 개발 및 양산 투자에 나선 업체가 삼성전자다.

지난 2013년 중국시안공장 투자를 통해 3D낸드플래시를 시작한 삼성전자는 1년 6개월 만인 지난 해 5월 32단 3D플래시 반도체를 양산하기 시작했다. 이어 지난 해 12월 이후 최근까지 48단 3D플래시 수율안정화 및 양산에 성공하면서 그동안의 고민거리였던 비용 대비 생산원가 문제까지 해결한 것으로 알려졌다.

지난 3월말 D램익스체인지는 3D낸드가 올 연말까지 전세계 낸드생산량의 20%를 점유할 것으로 보았다. 지난 해 3D제품의 낸드 시장 점유율이 6%에 불과했던 것과 비교하면 얼마나 급속히 기존시장을 대체해 갈지 짐작할 수 있다.
이로써 삼성전자의 3D플래시메모리는 2D플래시를 대체하며 경쟁사들을 위협하는 가장 강력한 포식자로 등장했다. 소비자들도 같은 값이면 이같은 장점을 갖는 제품을 쓰고 싶어할 것이기 때문이다. 경쟁사인 도시바, 마이크론, SK하이닉스 등도 삼성을 쫓아 3D 낸드 시장에 뛰어들게 된 배경이다.

이재구 기자 jklee@