마이크론, 232층 3D NAND 플래시 발표해

마이크론이 232층 3D NAND 플래시 메모리 양산에 성공했다고 발표했다. 3D NAND 플래시 메모리가 200층을 넘어선 건 이번이 처음으로 데이터 전송 속도는 기존보다 50% 고속화한 2.4Gbit/sec에 도달하고 있다.

3D NAND 플래시 메모리는 기존 NAND형 플래시 메모리를 입체로 쌓아올려 메모리 셀 어레이를 세로 방향으로 적층해 메모리 대용량화나 쓰기 속도 향상, 절전화를 실현한 것이다. 이번에 마이크론이 232층 3D NAND 플래시 메모리를 발표한 것으로 3D NAND 플래시 메모리가 200층이 넘은 건 이번이 처음이다. 지금까지는 176층 3D NAND 플래시 메모리가 최대였다.

마이크론에 따르면 첫 232층 3D NAND 플래시 메모리는 경쟁 제품보다 단위 면적당 저장되는 비트 밀도를 2배로 하고 1제곱밀리미터당 기억 용량은 14.6Gbit에 도달한다고 한다. 이 제품을 구성하는 칩은 한 변이 1cm가 조금 넘는 정도 크기로 이에 따라 232층을 집결해 대용량화에 성공하고 있다.

IDC 조사에 따르면 2021년 1년간 81ZB에 달하는 데이터가 만들어졌으며 2026년에는 1년에 만들어지는 데이터량은 221ZB까지 늘어날 전망이다. 이런 상황에 따라 마이크론 측은 스토리지는 1년에 생성되는 방대한 데이터량을 따라잡기 위해 혁신할 필요가 있다고 지적한다.

232층 3D NAND 플래시 메모리는 마이크론이 지금까지 전개해온 기술 조합과 확장 덕에 가능했다. 원래 3D NAND 플래시 메모리는 CMOS 로직과 기타 회로 최하층에 구축되어 읽기와 쓰기를 제어하고 데이터를 칩에 최대한 빠르고 효율적으로 출입시키는 걸 목표로 설계됐다. 버스 데이터 이동을 최적화하고 칩 입출력에서 정전 용량을 줄이는 등 레이어간 접속을 개선해 마이크론 3D NAND 플래시 메모리 데이터 전송 속도는 50% 가량 높아진 2.4Gbit/sec에 도달했다고 한다.

3D NAND 플래시 메모리는 도체와 절연체층을 교대로 배치하고 에칭해 깊고 좁은 구멍을 만들고 이 부분을 재료로 채운다. 기술에서 중요한 제한이 되는 건 이 모든 층에 빈 구멍을 확실히 메우는 기술이라고 한다. 마이크론 공정에선 232층을 정리해 한 번에 에칭하는 대신 2개 부분으로 나눠 에칭으로부터 구멍 보충까지 실시해 이후 2개 콤퍼넌트를 쌓는다고 한다.

메모리 제조사마다 더 많은 층을 적재하거나 메모리 셀 하나에 복수 비트를 저장해 플래시 메모리 비트 밀도를 높이려고 노력하고 있다. 마이크론이 발표한 232층 3D NAND 플래시 메모리는 단일 메모리 셀에서 3비트를 격납할 수 있는 TLC이며 이는 기존 3D NAND 플래시 메모리 중에선 주류가 되고 있다. 한편 단일 메모리 셀에 4비트를 저장할 수 있는 QLC도 존재하고 있으며 웨스턴디지털은 QLC 대응 162층 3D NAND 플래시 메모리를 발표한 바 있다. 이 메모리는 평방밀리미터당 저장 용량이 15Gbit에 도달했다. 이렇게 더 많은 층을 적층하는 기술 뿐 아니라 더 많은 비트를 저장하는 기술에서도 진화가 계속되고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.