삼성전자, 업계 최초 ‘QLC 9세대 V낸드’ 양산

삼성전자가 AI 시대 초고용량 서버 SSD를 위한 ‘1Tb QLC 9세대 V낸드’를 업계 최초로 양산했다. 1Tb V낸드는 1조 비트의 셀을 단일 칩 안에서 구현한 제품이며, QLC는 하나의 셀에 4bit 데이터를 기록할 수 있는 구조다.

삼성전자는 지난 4월 TLC 9세대 V낸드를 최초로 양산한 데 이어 QLC 제품까지 선보이며 고용량·고성능 낸드플래시 시장에서 리더십을 강화했다. TLC는 하나의 셀에 3bit 데이터를 기록할 수 있는 구조다.

삼성 9세대 V낸드는 독보적인 ‘채널 홀 에칭’ 기술을 활용해 더블 스택 구조로 업계 최고 단수를 구현했다. 채널 홀 에칭은 몰드층을 순차적으로 적층한 후 한 번에 전자가 이동하는 홀을 만드는 기술이며, 더블 스택은 이를 두 번 진행해 만든 구조다.

특히 이번 QLC 9세대 V낸드는 셀과 페리의 면적을 최소화해 이전 세대 QLC V낸드 대비 약 86% 증가한 업계 최고 수준의 비트 밀도를 자랑한다. 페리는 셀의 동작을 관장하는 회로를 의미하며, 비트 밀도는 단위 면적당 저장되는 비트 수를 말한다.

V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층간, 층별 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 중요해졌다. 삼성전자는 이를 위해 ‘디자인드 몰드’ 기술을 적용했다. 디자인드 몰드는 셀 특성 균일화와 최적화를 위해 WL(Word Line)의 간격을 조절해 적층하는 기술로, 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 약 20% 향상시켜 제품 신뢰성을 높였다. WL은 트랜지스터의 on/off를 담당하는 배선이다.

이번 9세대 QLC는 셀의 상태 변화를 예측해 불필요한 동작을 최소화하는 ‘예측 프로그램 기술’을 통해 이전 세대 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선됐다.

또한 낸드 셀을 구동하는 전압을 낮추고 필요한 BL(Bit Line)만 센싱해 전력 소모를 최소화한 ‘저전력 설계 기술’을 적용, 데이터 읽기와 쓰기 소비 전력을 각각 약 30%, 50% 줄였다. BL은 데이터 쓰기와 읽기를 담당하는 배선으로, WL과 함께 셀 어레이를 구성한다.

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 서버 SSD 등 QLC 9세대 V낸드 기반 제품 응용처를 점차 확대할 계획이다. UFS는 초소형 폼팩터의 고성능·저전력 메모리 솔루션이다.