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SK하이닉스, 업계 최고층 ‘176단 4D 낸드’ 개발

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Monday, December 07, 2020, 11:12:00

176단 512Gb TLC 개발 완료·샘플 제공 시작..셀 층고 감소·생산성 35% 향상

 

인더뉴스 권지영 기자ㅣSK하이닉스(대표이사 이석희)가 업계 최고층인 176단 512Gb(기가비트) TLC(Triple Level Cell) 4D 낸드플래시를 개발했다고 7일 밝혔습니다. SK하이닉스는 이 제품을 솔루션화하기 위해 지난달 컨트롤러 업체에 샘플을 제공했습니다.

 

SK하이닉스는 96단 낸드플래시부터 CTF(Charge Trap Flash)와 고집적 PUC(Peri Under Cell) 기술을 결합한 4D 제품을 시장에 선보이고 있습니다.

 

이번에 개발한 176단 낸드는 3세대 4D 제품으로 업계 최고 수준의 웨이퍼 당 생산 칩 수를 확보했는데요. 이를 통해 비트 생산성은 이전 세대보다 35% 이상 향상돼 차별화된 원가경쟁력을 갖출 수 있게 됐습니다.

 

2분할 셀 영역 선택 기술을 새롭게 적용해 셀(Cell)에서의 읽기 속도는 이전 세대 보다 20% 빨라졌습니다. 또한 공정 수 증가 없이 속도를 높일 수 있는 기술도 적용해 데이터 전송 속도는 33% 개선된 1.6Gbps를 구현했습니다.

 

SK하이닉스는 내년 중반, 최대 읽기 속도 약 70%, 최대 쓰기 속도 약 35%가 향상된 모바일 솔루션 제품을 시작으로 소비자용 SSD와 기업용 SSD를 순차적으로 출시하는 등 응용처별 시장을 확대해 나갈 예정입니다.

 

낸드플래시는 층수가 높아지면서 셀 내부의 전류 감소, 층간 비틀림 및 상하 적층 정렬 불량(Stack misalignment)에 따른 셀 분포 열화 현상 등이 발생하게 됩니다.

 

SK하이닉스는 이러한 어려움을 ▲ 셀 층간 높이 감소 기술 ▲ 층별 변동 타이밍(Timing) 제어 기술 ▲ 초정밀 정렬(alignment) 보정 등 혁신적인 기술로 극복하고 업계 최고 수준의 176단 낸드를 개발했습니다.

 

또한 176단 4D 낸드 기반으로 용량을 2배 높인 1Tb(테라비트) 제품을 연속적으로 개발해 낸드플래시 사업 경쟁력을 높여 나간다는 방침입니다.

 

최정달 SK하이닉스 낸드개발 담당은 “낸드플래시 업계는 집적도 향상과 생산성 극대화를 동시에 달성하기 위해 기술 개발에 매진하고 있다”며 “SK하이닉스는 4D 낸드의 개척자로서 업계 최고의 생산성과 기술력으로 낸드플래시 시장을 선도해 나갈 것”이라고 말했습니다.

 

한편, 시장조사기관 옴디아는 2020년 4318억GB인 낸드플래시 시장이 2024년에는 1만 3662억GB로 확대돼 연평균 33.4% 성장할 것으로 예상하고 있습니다.

 

☞ 용어설명

 

4D 낸드- SK하이닉스는 2018년 96단 낸드플래시부터 CTF 셀 구조와 PUC 기술을 결합해 성능과 생산성을 동시에 구현한 차별성을 강조하기 위해 ‘4D 낸드플래시’로 명명.

 

CTF (Charged Trap Flash)- 전하를 도체(①)에 저장하는 플로팅 게이트(Floating Gate)와 달리 전하를 부도체(②)에 저장해 셀간 간섭 문제를 해결한 기술로, 플로팅게이트 기술보다 단위당 셀 면적을 줄이면서도 읽기, 쓰기 성능을 높일 수 있는 것이 특징. 대부분의 3D 낸드 업체는 CTF를 채용 중임.

 

PUC(Peri Under Cell)- 주변부(Peri.) 회로를 셀 회로 하단부에 배치해 생산효율을 극대화하는 기술.

 

2분할 셀 영역 선택 기술- 낸드플래시 회로에서 워드라인(Word Line)은 셀(Cell)에 전압을 인가하는 역할을 하고 있음. 적층수가 높아질수록 셀의 층고를 낮추기 위해 워드라인도 얇게 구현하는데, 이때 워드라인에 인가되는 저항이 커지면 속도에 영향을 받게 됨. 워드라인에 연결된 셀을 기존 대비 절반으로 분할해 저항을 낮춤에 따라 전압인가 시간을 단축하고 읽기 동작 속도를 향상시킴.

 

셀(Cell) 층간 높이 감소 기술- 적층 수가 높아지면 셀 형성을 위한 구멍을 뚫기 어려워지고, 저항 증가 및 전류 감소로 성능과 신뢰성을 확보하기 어려워 짐. 이를 해결하기 위해서는 층간 높이를 최대한 낮추는 것이 필요하나 이 경우, 셀간 간섭이 심해지고 공정 불량이 발생할 가능성이 높아짐. 셀 층간 높이 감소 기술은 층간 높이를 낮추면서도 성능/신뢰성의 열화를 억제하는 공정과 설계 기술로 176단의 층간 높이를 획기적으로 낮추면서도 경쟁력 있는 성능·신뢰성을 확보함.

 

층별 변동 타이밍 제어- 적층 수는 높이고 층고를 낮추다 보면 층간 비틀림 현상 증가와 더불어 셀 산포 열화가 많아짐. 이러한 공정 열화로 각 층별 성능과 신뢰성이 저하되는 현상이 발생함. 이를 해결하기 위해 각 층별 특성에 따라 가하는 전압의 양과 시간을 조절해 셀 특성을 균일하게 유지하고 성능과 신뢰성을 높이는 기술.

 

초정밀 정렬(alignment) 보정 기술- 업계는 적층 수가 높아짐에 따라 셀 형성을 위한 구멍을 한번에 뚫을 수가 없어 두 번에 걸쳐 뚫는 더블 스택(Double Stack) 공정을 활용하고 있음. 이때 상하부 간 어긋남을 최소화하는 것이 더블 스택 기술의 핵심임. 상하부가 바르게 정렬되지 않으면 상하부 간 전류 흐름이 원활하지 않게 되며 열화 현상도 발생해 수율과 성능·신뢰성이 감소하게 됨.

 

SK하이닉스는 2017년 72단 제품부터 적용해온 더블 스택 기술을 이번 176단 제품에도 적용했으며 그간의 노하우를 기반으로 공정 상 정렬 불일치(misalignment)를 실시간으로 파악하고 구멍의 위치와 크기를 자동으로 보정해주는 기술을 고도화 함.

 

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권지영 기자 eileenkwon@inthenews.co.kr

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[인더필드] “360도 회전에 어른도 비명”…‘유아용’ 레고랜드의 반전

[인더필드] “360도 회전에 어른도 비명”…‘유아용’ 레고랜드의 반전

2025.04.13 07:01:00

춘천=인더뉴스 장승윤 기자ㅣ레고랜드 코리아의 올해 첫 신규 롤러코스터 '스핀짓수 마스터'가 베일을 벗었습니다. 360도 회전, 시속 57km로 쉼 없이 몰아치는 질주에 어른들의 입에서도 비명이 터져나왔습니다. '유아용 놀이동산'으로 불리는 레고랜드가 200억원을 투입한 스릴형 어트렉션으로 관광객 확대과 실적 개선 모두에서 반전을 꾀합니다. 레고랜드 코리아는 지난 10일 레고랜드 닌자고 구역에서 신규 어트랙션 스핀짓주 마스터를 소개하는 오프닝 세리머니를 개최했습니다. 스핀짓주 마스터는 레고의 인기 IP(지식재산권)인 '닌자고'를 메인 테마로 내세웠습니다. 전 세계 10개 레고랜드 가운데 스핀짓주 마스터 도입은 한국이 최초입니다. 스핀짓주 마스터 공식 오픈 행사에서는 이순규 레고랜드 코리아 대표, 피오나 이스트우드 멀린 엔터테인먼트 CEO, 론 벤시온 레고랜드 코리아 이사, 토니 클렘슨 주한영국대사관 무역투자 상무참사관 등 관계자들이 참석했습니다. 이날 테이프 커팅식, 미디어 간담회 등 다양한 프로그램이 진행됐습니다. 신규 라이드는 총 346m 길이 트랙과 최대 360도 회전하는 좌석이 특징입니다. 좌석을 정면으로 고정하지 않아 곡선 구간에서 느낄 수 있는 스릴감을 배가했습니다. 최고 속도는 시속 57km로 전 세계 레고랜드 어트랙션 중 가장 빠른 속도입니다. 약 200억원을 투입해 기존 닌자고 클러스터 구역을 약 800평(2640㎡) 확장한 부지에 조성됐습니다. 이 대표는 "레고랜드는 '우리 아이 첫 롤러코스터'라는 콘셉트를 가지고 있기 때문에 굉장히 빠른 어트랙션은 레고랜드가 운영하는 철학과 맞지 않다"면서도 "그런 면에서 스핀짓주 마스터는 G-포스(중력가속도)나 속도 등 우리가 할 수 있는 수준에서 가장 스릴이 높은 어트랙션"이라고 말했습니다. 닌자고의 풍부한 스토리텔링과 불을 뿜는 용의 비주얼, 연이어 들리는 짧고 굵은 비명은 오픈 첫날부터 아이들의 상상력을 자극하기에 충분했습니다. 입구에서부터 부모의 손을 잡고 탑승을 기다리는 아이들의 인파가 몰리며 긴 대기 줄이 만들어졌습니다. 탑승을 마친 성인들 사이에서는 "운영 시간은 짧지만 생각보다 빠르고 어지러워 놀랐다"는 평가를 들을 수 있었습니다. 아울러 레고랜드는 이날 '브릭(BRICKS)' 키워드를 활용해 레고랜드 브랜드의 방향성을 제시했습니다. ▲Build(창의의 시작) ▲Realize(잠재력 실현) ▲lmagination(무한한 상상력) ▲Connection(가족 친화형 테마파크) ▲Kindness(배려와 공존) ▲Story(독보적인 LEGO IP)로 레고랜드의 특징을 소개했습니다. 이 대표는 "놀이는 아이의 행복과 연결 된다고 생각하지만, OECD에서 발표한 어린이 행복지수를 보면 우리나라 어린이들의 행복 지수가 가장 낮다"며 "적어도 이곳에 와서는 아이들이 즐겁게 잘 놀 수 있는 공간과 플랫폼을 마련하고 그런 기회를 제공하는 게 레고랜드의 역할이라고 생각한다"고 강조했습니다. 레고랜드는 이번 스핏짓수 마스터 오픈을 통해 2025시즌에 본격 돌입합니다. 오는 5월 3일부터 6월 14일까지 세계 놀이의 날을 기념해 개최되는 '레고 페스티벌'이 출발점입니다. 레고 페스티벌은 전 세계 7개 레고랜드에서 동시 진행되는 글로벌 행사로 아시에서는 유일하게 한국에서만 열립니다. 창의적 놀이 경험을 확장하기 위한 시도도 이어집니다. 25만개 이상의 브릭이 사용된 '브릭토피아 라운지'는 가족이 함께 체험과 휴식을 즐길 수 있도록 리뉴얼됐습니다 전문 마스터 빌더가 직접 참여하는 '크리에이티브 워크숍', 강원도 지역 초등학생 대상 창의력 경진대회 '강원 스쿨 챌린지' 등 교육형 콘텐츠도 강화했습니다. 레고랜드 코리아는 2022년 어린이날(5월 5일)을 맞아 세계 10번째로 강원도 춘천에 문을 열었습니다. 40여개의 놀이기구와 7개의 레고 테마 구역으로 나뉘며 레고랜드 호텔은 154개의 객실을 보유했습니다. 만 2~12세 사이 어린이를 주 타깃으로 한 국내 첫 글로벌 테마파크라는 점에서 큰 기대를 모았습니다. 하지만 수도권과의 접근성, 스릴 있는 놀이기구의 부재, 미흡한 시설 등이 단점으로 거론되며 운영에 난항을 겪었습니다. 연간 200만명이 찾을 거란 포부와 달리 실제 방문객은 연간 50~60만명대에 머물러있습니다. 레고랜드의 2023년 매출은 전년 대비 20.6% 감소한 494억원 기록했고 영업손실은 200억원으로 전년보다 3배 이상 늘었습니다. 흑자 예상 시점에 대한 질문에 대표는 "테마파크는 장치 산업이자 노동 집약적인 산업"이라며 산업의 특수성을 배경으로 들었습니다. 그는 "초기 투자 비용이 많아 그 비용을 감가하면서 장부에는 적자로 보이는 숫자들이 있다"며 "확실히 말할 수 있는 건 지난해 실적이 전년보다 개선됐다는 것"이라고 덧붙였습니다. 더운 날씨로 인한 사업 상 어려움도 토로했습니다. 이 대표는 "한국 특히 강원도 춘천에서 운영하는 데 있어서 날씨에 영향을 많이 받는 건 전 세계 다른 레고랜드보다 조금 더 어려운 부분이 아닌가 싶다"며 "덥고 추운 날씨로 운영하려던 스케줄과 달라지는 부분이 있지만 기존 사업의 방향성이나 경영 목표는 순조롭게 진행되고 있다"고 세간의 우려를 불식했습니다. 레고랜드 코리아에 따르면 2022년 오픈 이후 현재까지 운영에 700~800억원을 투자했습니다. 향후 레고랜드는 춘천의 더운 여름을 고려해 물놀이 콘텐츠에 투자를 확대할 계획입니다. 꾸준히 지적받아온 식음료(F&B) 부문도 개선합니다. 레고사와 협업을 통해 레고브릭버거 같은 차별화 메뉴를 선보이는 한편 한국적인 메뉴 출시도 구상하고 있습니다.


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