박성욱 SK하이닉스 "3D 낸드 곧 시장 주류된다"

“(3D 낸드는) 내년 또는 내후년에 양산할 예정으로 조율 중이다”

지난 24일 제 6회 반도체의 날 행사장에서 박성욱 SK하이닉스 사장이 기자들의 3D 낸드플래시 양산시점에 대해 묻자 박 사장은 위와 같이 답했다.

SK하이닉스는 이미 지난 7월에 열린 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서도 이 같은 내용을 밝혔던 적이 있어 3D 낸드의 시장 확대는 이제 ‘가까운 미래’로 다가온 것으로 보인다.

박 사장의 말처럼 3D 낸드는 점차 메모리반도체 분야의 대세로 입지를 구축해 나갈 것으로 보인다. 이미 삼성전자는 지난 8월 3D V낸드 양산에 돌입했고, 같은 달에 이를 탑재한 기업용 솔리드스테이트드라이브(SSD)도 출시하는 등 속도를 내고 있다. 도시바-샌디스크 진영도 내년 상반기 중 16~17나노 공정으로 3D 낸드 양산에 돌입할 예정이다.

여기에 SK하이닉스까지 양산에 가세하면 바야흐로 3D 낸드가 점차 대세로 자리잡을 수 있을 것으로 보인다. 박 사장은 기자들이 “셀을 삼성전자만큼 (24단으로) 적층하는 것이 가능하냐”는 질문에도 “그렇다”고 답했다.

삼성전자의 적층 방식은 3차원 원통형 차지트랩플래시(CTF)셀 구조 기술은 수직으로 24단을 쌓는 방식이다. 삼성전자는 이미 2년 전 8단 적층 시제품을 완성했지만, 24단은 돼야 경제성이 생긴다고 보고 발표를 미뤄왔었다.

업계는 기존 공정에서 제조되는 낸드플래시의 저장용량과 경제성 한계를 확보하기 위해 혁신적인 공정을 모색해왔고, 그 대안으로 가장 주목받은 것이 바로 3D 적층 기술이다.

EE타임즈는 24일(현지시간) 이멕(Imec)이라는 벨기에의 한 벤처기업을 소개했다. 이 업체는 수직 적층 플래시메모리 개발에 관련된 독자 기술을 개발해 5년 전부터 인텔, 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론, 도시바, 샌디스크 등 주요 반도체 소자업체들과 협업하고 있는 강소기업이다.

이 업체가 3D 반도체 개발에 접근한 방식은 바로 레이저에 의한 열처리 방식이었다. 3D 반도체 제작에 있어 가장 중요한 문제는 리소그래피 공정에 관한 부분이었다. 이멕은 금속 재료를 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 상온(常温)으로 냉각시키는 조작인 레이저어낼링(Laser Annealing) 기술을 이용해 문제를 해결했다.

이멕은 이를 우선 낸드플래시 등 메모리반도체에 적용한 뒤 향후 적용할 수 있는 애플리케이션을 더 늘려나갈 계획이다. 미세공정으로 인한 경제성의 한계가 점차 다가오는 가운데, 적층을 통한 3D 낸드플래시가 내년부터는 시장의 주요 대안으로 자리 잡아 나갈 것으로 보인다.