삼성전자가 2030년까지 1000단 V낸드를 개발하겠다고 밝힌 가운데, 차세대 V낸드 로드맵 윤곽이 조금씩 드러나고 있다. 최근 삼성전자는 8세대 V낸드(236단)를 양산을 시작한 가운데 2024년 양산 계획 중인 9세대 V낸드는 280단 대인 것으로 알려졌다.

주목할 부분은 10세대 V낸드다. 삼성전자는 2025~2026년 양산 예정인 10세대 V낸드의 경우 300단 대를 넘어서 곧바로 430단 대로 직행하는 것을 검토 중이다. 2030년 1000단 V낸드 개발 목표에 따른 세부 작업이 차근차근 진행되고 있다는 분석이다. 이재용 회장이 강조하는 '초격차 전략'의 실행 속도가 더 빨라지고 있다는 관측도 나온다.

4일 업계에 따르면 삼성전자는 9세대와 10세대 등 차세대 V낸드 단수에 대한 대략적인 로드맵을 짜고 제품 개발을 다각도로 진행 중이다. 

삼성전자가 2013년 세계 최초로 개발한 V낸드는 수직으로 쌓아 올린 평면 단의 3차원 공간에 구멍을 뚫어 각 층을 연결하는 기술이다. 2013년 등장한 1세대 V낸드는 24단이었다. 이후 2세대 32단, 3세대 48단, 4세대 64단, 5세대 92단, 6세대는 128단으로 출시했다. 각 세대는 대략 1년에서 1년 6개월간 양산 기간을 거쳤다. 지난해부터 176단으로 구성된 7세대 제품을 양산하기 시작했다. 

특히 7세대 V낸드의 경우 삼성전자가 처음으로 싱글스택에서 더블스택으로 전환한 공정을 활용했다는 점에서 주목받았다. V낸드 적층 기술은 가장 아래에 있는 셀과 맨 위층에 있는 셀을 하나의 묶음(구멍 1개)으로 만든 ‘싱글스택’과 묶음 두 개를 하나로 합친 ‘더블스택’으로 나뉜다. 셀을 묶는 구멍이 적을수록 데이터 손실이 적고 전송 속도가 빠르다. 때문에 더블스택 대비 싱글스택이 더 우수한 기술로 평가받는다. 

다만 싱글스택은 기술적인 한계로 인해 쌓아 올릴 수 있는 단수가 제한적이다. 때문에 200단 이상 V낸드를 구현하기 위해선 더블스택으로 전환이 필수다. 최근 양산을 시작한 8세대 V낸드는 본격적으로 더블스택을 적용한 제품이다. 삼성전자는 별도로 단수를 밝히지 않았지만 236단으로 알려졌다. 

삼성전자는 지난 10월 초 미국 실리콘밸리 “삼성 테크 데이‘에서 2024년 9세대 V낸드를 양산할 계획이라고 밝힌 바 있다. 

2년 뒤에 양산할 9세대 V낸드의 단수는 280단 대로 추정된다. 3D 낸드플래시 초기에는 8의 배수로 적층됐다. 낸드플래시 용량이 바이트(Byte) 단위로 1바이트는 8비트(bit)였기 때문이다. 하지만 최근에는 공정 기술이 다양해지면서 굳이 8의 배수로 적층하지 않는 경우도 많아졌다. 때문에 280단 대에서 마지막 한 자릿수는 바뀔 가능성도 있다. 

주목할 포인트는 10세대 V낸드다. 10세대의 경우 300단 대를 뛰어넘고 바로 400단 대로 직행해 430단 대를 적용하는 것을 검토 중인 것으로 알려지고 있다. 

삼성전자가 200단 대 후반에서 바로 400단 대로 직행하는 이유는 알려지지 않았다. 다만 삼성전자가 7세대 V낸드 제품부터 두 번에 나눠 쌓는 더블스택을 적용했듯이 10세대 V낸드 제품부터 트리플스택을 적용할 가능성이 제기된다. 업계 한 관계자는 “V낸드의 경우 400~500단부터 트리플스택을 적용하지 않으면 구현하기 어렵다”고 말한다. 물론 개발 과정에서 비용 대비 생산성 확보, 수율 문제 극복 등은 과제가 될 전망이다. 

9세대와 10세대 V낸드는 현재 연구실 단위에서 개발 중인 상황이다. 실험 결과는 물론 양산 적용 과정에서 삼성전자가 적용할 차세대 V낸드 단수는 얼마든지 바뀔 수 있다. 또 삼성전자는 최근 들어 V낸드 단수 자체에 대해 큰 의미를 부여하지 않는 모습이다. 경쟁사가 단수를 마케팅 측면에서 이용하는 경우가 많다고 판단하기 때문이다. 

가령 삼성전자가 더블 스택 기술로 280단을 쌓아 올린다고 하면 경쟁사들이 트리플 스택으로 300단 이상 쌓아 올린 것보다 원가 등에서 유리할 수도 있다. 때문에 삼성전자 측은 “똑같은 단수여도 높이를 최대한 낮게 쌓아 크기를 줄이는 것이 핵심 경쟁력이며 어떻게 효율적으로 쌓아 올릴 것인지가 더 중요하다”고 강조한다. 

한편 삼성전자 관계자는 “V낸드 개발 로드맵과 관련해 지금 시점에서는 공개하기 어렵다”고 말했다. 

디일렉=강승태 기자 kangst@thelec.kr
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