삼성, 64레이어 3D V-NAND 생산 늘려(Ramp up)

■ 출처

- https://www.techpowerup.com/234375/samsung-ramps-up-64-layer-3d-v-nand-memory-production

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삼성전자는 서버, PC 모바일 애플리케이션 등을 위한 스토리지 솔루션 라인업 확대를 위해 64레이즈 256Gb V-NAND 플래시 메모리를 양산(volume producyion)하겠다고 발표했습니다.

 

여기엔 UFS 메모리, SSD, 외장 메모리 등이 포함됩니다.

 

삼성의 64층 3bit 256Gb V-NAND는 현재 사용 가능한 NAND 플래시 중 가장 빠른(1Gbps)의 데이터 전송 속도를 가지며, 업계에서 가장 빠른 페이지 프로그래밍 시간(tPROG)인 500마이크로초(㎲)의 스펙을 가집니다. 이는 일반적인 10nm급 평면 메모리 제품과 비교해 약 4배 빠르며, 기존 삼성의 48 레이어 3bit 256Gb V-NAND 대비 1.5배 가량 빠릅니다. 이러한 삼성의 업계 선도적인 기술의 제품을 이미 공급하고 있기에 칩 스케이일링 경쟁보다는 메모리 스토리지의 안정성과 고성능에 집중할 것이라 기대됩니다.

 

이 새로운 64 레이어 V-NAND는 앞선 48 레이어 제품 대비 30% 이상의 생산성 향상과 2.5V의 입력 전압을 필요로 하기에 48 레이어의 3.8V 입력 전압과 비교해 약 30%에 가까운 향상된 에너지 효율을 제공합니다. 셀의 신뢰성 역시 20% 가량 증가했고요.

이러한 성능 개선은 삼성이 V-NAND 제조 공정에서 나타나는 여러 문제들을 해결했기에 가능했습니다. 그 중 수십 층의 셀 어레이를 관통하는 수십 억개의 채널 구멍을 만들고, 약 853억 개의 셀에서 전자의 손실을 최소화하는 것이 주요 관건이었습니다.

셀 어레이 레이어가 증가함에 따라, 기술적 어려움 역시 증가하는데요, 특히 채널 구멍을 첫 레이어에서 끝 레이어에 이르기까지 동일하게 만드는 것과, 모든 레이어의 무게를 적절하게 분산시켜 층의 안전성을 증가시키는 게 힘든 작업입니다.

삼성이 직면했던 또다른 도전 과제는 3D CFT(Charge trap flash) 구조를 기반으로 하는 64 레이어의 셀 어레이를 만드는 것과 각 채널 구멍의 안쪽을 원자적으로 얇은 비전도성 물질로 균일하게 덮는 것이었는데, 이로 인해 성능과 안전성이 개선 된 더 작은 셀을 만들 수 있었습니다.

삼성의 15년에 달하는 독점적인 V-NAND 3D 구조에 대한 연구를 바탕으로, 핵심 기술과 관련한 500개가 넘는 특허에 대한 기반을 마련했고, 세계 가국에 많은 어플리케이션을 제출했습니다. 삼성은 이러한 기술을 바탕으로, 차후 90 레이어 이상의 셀 어레이를 쌓아 Terabit 용량 이상의 V-NAND 칩을 생산하는데 필요한 기본적인 기술을 확보했다고 보여집니다.