낸드 `3비트 세대교체` 아직은…

처리성능ㆍ신뢰도 낮아… 시장 메모리카드 제한 대중화 지연
`메모리반도체 세대교체, D램이 DDR3라면 낸드플래시는 3비트(3Bit) 셀? 아직은...'

D램의 주력제품이 DDR2에서 DDR3로 빠르게 전환하고 있는데 반해 낸드플래시는 2비트에서 3비트(TLC;Triple Level Cell)로 세대교체가 아직 상당한 시간이 필요할 것으로 보인다.

3비트 낸드플래시란 메모리 셀 하나에 하나의 비트 정보를 저장하는 SLC(Single Level Cell), 2개 비트를 기록하는 MLC와 달리 셀 당 3개의 비트 정보를 저장해 집적도를 올릴 수 있는 제품을 말한다.

D램의 기술성능은 처리속도를 중심으로 발전해 DDR에서 DDR3, DDR4로 이어진다면 낸드플래시 기술발전은 저장기능을 위한 집적도를 중심으로 발전하고 있다. 낸드플래시 미세회로 공정은 현 30나노급에서 앞으로 20나노급 이하(회로선폭)로 내려가기 어렵다는 게 중론이고, 앞으로 집적도를 더 올리려면 셀당 3비트, 4비트 정보를 담는 기술이 발전해야 한다는 게 전문가들의 설명이다.

그러나 3비트는 이제 막 반도체 제조사들이 양산을 시작했고, 아직은 기술 성숙도가 높지 않아 기존 2비트를 대체하긴 어려운 상황이다.

삼성전자가 지난달부터 32나노 32Gb 3비트 낸드플래시를 양산하기 시작했고, 하이닉스는 올 상반기 48나노 32Gb 3비트 제품을 일부 양산하기 시작했다. 도시바-샌디스크가 올해 43나노급 32Gb 3비트 제품 생산비중을 전체 낸드의 40%까지 올리겠다고 공언했으나, 실상은 그렇지 못했다. 또 인텔-마이크론 합작사인 IM플래시테크놀로지도 35나노 3비트 제품 개발을 마쳤으나, 아직 양산하진 않고 있다.

3비트 낸드는 이론적으로 같은 칩 크기에 SLC 대비 3배나 많은 용량을 저장할 수 있기 때문에 생산단가를 낮춰 마진을 높일 수 있는 기술인데도 제조사들이 대량 양산하지 못하는 것은 기존 SLC, MLC에 비해 처리성능이 떨어지고, 셀 간섭현상에 따른 오류 등 신뢰도가 낮기 때문이다. 이렇다보니 시장에서 제 값을 받지 못한다. 또 3비트 생산공정은 기존 SLC, MLC에 비해 더 복잡하고, 전용 컨트롤러IC를 추가해야 하는 등 실제 생산단가는 MLC와 비슷한 수준이다. 현재 3비트 낸드는 저가 메모리카드나 휴대폰용 메모리카드로 시장이 제한적이다.

업계 전문가는 "애플이 MP3플레이어용 낸드플래시로 요구하는 기준은 약 3000번 썼다 지웠다 할 수 있는 기술수준인데, 3비트 낸드는 아직 1000번까지 보장하기도 어려운 수준"이라며 "현재로선 낮은 마진, 수요부족 등으로 3비트 낸드를 대량 양산하기 어렵고, 대중화까진 3년 가량 더 걸릴 것"이라고 말했다.

시장조사업체인 아이서플라이에 따르면 DDR3 D램은 전체 D램 생산비중에서 올해 20%를 차지하고, 내년엔 57%로 DDR2와 세대교체를 이룰 전망이다. 이에 비해 3비트 낸드플래시는 올해 12%, 내년 14%, 2011년 32% 수준에서 2012년이 되어서야 40% 수준으로 늘어 2비트(37%) MLC를 대체하는 세대교체를 이룰 전망이다. 4비트 낸드도 2012년 20% 수준으로 늘어날 것으로 예상됐다.

김승룡기자 srkim@