SK하이닉스, 96단 4D 낸드 기반 고성능 QLC 메모리 출하

주요 고객사에 샘플 출하 및 성능 확인

3D 대비 90% 이하 면적에 2배 성능 구현

고용량 QLC 낸드 기반 사업 경쟁력 강화

SK하이닉스는 1테라비트(Tb) QLC(쿼드 레벨 셀) 제품을 개발해 주요 고객사에 샘플을 출하했다고 9일 밝혔다.

이 제품은 현재 양산 중인 세계 최초의 96단 CTF(Charge Trap Flash) 기반 4D 낸드 기술에 자체 QLC 설계 기술을 적용했다. 

SK하이닉스는 QLC 시장이 본격 형성되는 시기에 맞춰 96단 기반 1Tb QLC 제품까지 낸드 포트폴리오를 확대하고, 차세대 고용량 메모리 시장 대응력을 강화한다는 방침이다.

QLC는 데이터를 저장하는 최소 단위인 낸드 셀(Cell)에 4비트(bit) 데이터를 담는 기술이다. 셀 하나에 저장하는 데이터가 기존 3bit에서 4bit로 늘어나면서 같은 크기의 칩에 저장용량을 33% 늘릴 수 있다.

QLC 기술로 1Tb를 구현하기 위해서는 손톱 크기의 작은 칩에 총 2748억개의 셀 집적과 고도의 QLC 설계 기술이 필요하다. SK하이닉스는 3D 기반 QLC보다 90% 이하로 면적을 줄인 이 제품으로 업계 최고 수준의 원가 경쟁력 확보했다. 

또 SK하이닉스는 4D 낸드의 장점인 작은 플레인 사이즈를 활용해 4플레인 구조도 적용했다. 플레인은 하나의 칩 내부에서 독립적으로 동작할 수 있는 셀과 주변부 회로들을 말하는데, 이를 2개에서 4개로 늘려 데이터 처리성능을 2배로 증가시켰다. 

SK하이닉스는 최근 이 제품의 샘플을 SSD(솔리드스테이트드라이브) 컨트롤러와 낸드 스토리지 디바이스를 개발·판매하는 업체들에 보내 동작 성능을 확인했다.

이 분야 글로벌 리더 기업인 대만 실리콘모션의 월리스 코우 최고경영자(CEO)는 "이 제품은 엔지니어링 샘플임에도 불구하고 소비자용 SSD가 요구하는 신뢰성과 성능을 충분히 만족하고 있다"고 말했다.

이와 함께 QLC용 소프트웨어 알고리즘과 컨트롤러를 자체 개발하고 있으며, 향후 고객 수요에 맞춰 솔루션 제품도 출시한다는 방침이다. 

나한주 SK하이닉스 낸드개발사업전략담당 상무는 "기업용 QLC 수요가 본격적으로 형성되는 내년 이후부터 QLC 기반 SSD를 출시할 예정"이라며 "특히 16TB 이상의 솔루션으로 하드디스크드라이브(HDD)를 대체하는 고용량 기업용 SSD 시장에서 확고한 입지를 다질 계획"이라고 말했다. 

시장조사기관 IDC에 따르면 낸드플래시 시장에서 QLC 비중은 2019년 3%에서 2023년 22%로 확대될 전망이다. 기업용 SSD는 용량(GB) 기준으로 2018년부터 2023년까지 연평균 47.9% 성장하며 HDD를 빠르게 대체할 것으로 예상된다. 
 

SK하이닉스가 개발한 96단 4D 낸드 기반 1Tb QLC. [사진=SK하이닉스 제공]