삼성전자, 세계 최초 30나노 64기가 낸드 개발 성공

Ⅰ. SaDPT 및 CTF 두 혁신 기술의 시너지 극대화

삼성전자가 업계 최소 선폭 / 최대 용량의 30나노 64기가 낸드 플래시 개발에 성공했다.

30나노 기술은 머리카락 두께 1/4,000 정도의 초미세 기술이며, 64기가 용량은 세계 인구 65억명의 약 10배에 해당하는 640억개의 메모리 저장 장소가 손톱만한 크기에 집적되어 한 치의 오차 없이 작동되고 있음을 의미하는 것으로 현존하는 반도체 중 최첨단 기술이다.  

금번 30나노 64기가 낸드 플래시는, 작년 40나노 32기가 낸드 플래시 개발 時 삼성이 최초로 적용한 CTF 기술을 기반으로 하고, 여기에다, 기존의 DPT 기술과는 차별화 된 "삼성의 독창적 DPT (SaDPT, Self-aligned Double Patterning Technology)" 공정 기술을 비롯한 최첨단 설계/소자/Layout 등의 기술을 집대성, 추가로 적용 하여 얻은 성과다.

CTF가 기존의 고정 관념을 바꾸어 전하를 도체가 아닌 부도체에 저장, 셀間 정보 간섭을 최대한 억제함으로써 작년까지만 해도 한계로 알려져 왔던 50나노 장벽을 허물고, 40나노급 이하에서의 상용화 가능성을 최초로 제시한 기술이라면, 금번 개발을 위해 CTF와 함께 적용된 "SaDPT 기술" 은 기존 DPT 기술을 한 단계 더 발전시킨 "삼성만의 독창적 DPT 기술" 이다.

※ DPT

설비가 가지고 있는 고유의 한계보다 더욱 미세한 패턴을 실현, 한 세대 앞선 공정의 제품을 구현할 수 있도록 한 기술
(하기 "기존 DPT vs. 삼성 SaDPT 비교" 에서 상세 내용 설명) 

한가지 더 고무적인 것은, 이 기술을 20나노급까지도 확대 적용 함으로써 추가 투자 없이도 차세대 (30나노)는 물론, 차차세대 (20나노)까지의 공정 전환과 제품화 가능성을 제시 했다는 점이다.

이 역시, 20나노 / 256기가까지 적용 가능한 CTF 기술을 기반으로 하지 않았다면, 불가능 했을 것이다.  

결론적으로,

첫째,
이번 개발은 "삼성의 독창적인 SaDPT" 공정 기술을 비롯한 설계/소자/Layout 등 삼성의 최첨단 반도체 기술의 집대성을 통해 세계 최초로 30나노 / 64기가 반도체 제품화에 성공했다는 데에도 그 의의가 있으나,

작년에 삼성이 야심차게 개발한 CTF 기술을 기반으로 함으로써 차차세대 공정(20나노)의 제품화 가능성도 함께 제시, "두 혁신 기술 간 시너지 효과를 극대화" 시켰다는 점에서 더 큰 의의가 있다.

둘째,
"SaDPT 기술" 도입을 통한 30나노급 제품화 성공은 더욱 가속화되는 반도체 집적도 발전 속도와 현재 일시적으로 이를 따라 오지 못하고 있는 반도체 설비 기술 간 불균형 해소에도 기여할 것으로 보인다. 즉, ’09년 이후 30나노 제품의 양산을 위해서는 새로운 개념의 반도체 장비 혹은 획기적 공정 기술의 도입이 절실한 상황인데, 삼성은 이번에 독창적인 "SaDPT 기술" 의 도입을 통해 현재 반도체 산업 전체가 당면한 과제에 매우 적절한 해답을 제공 하였음은 물론, 궁극적으로는, 기가 이후의 테라 시대 진입을 향한 반도체 산업 전체의 한 단계 도약에도 크게 기여 했다는 평가다.  

Ⅱ. 30나노 64기가 낸드 플래시 개발 효과

금번 30나노 64기가 낸드 플래시의 개발 효과는 다음과 같다.

① 64기가 낸드 플래시 제품으로는, 최대 128기가 바이트의 메모리 카드 제작이 가능한데, 이
    카드 한 장이면, DVD급 화질 영화 80편 (124시간)을 저장할 수 있음은 물론, 약 40명 개개
    인의 모든 DNA 유전자 정보를 동시에 저장할 수도 있어 금번 개발 제품은 Bio 시대 저장 매
    체로서도 중요한 역할을 할 것으로 보인다.

※ DNA 유전정보 계산 근거

– 사람의 DNA 중 30억 個의 특정 DNA 정보를 알게 되면, 그 사람의 모든 DNA 유전자 정보 파악 가능

– DNA 1個에 해당하는 정보의 저장에는 1바이트 소요
→ 128기가 바이트 용량으로 약 40명분의 DNA 정보 저장 가능

또한, 이 카드 다섯 장으로는 우리나라 국회 도서관 220만 장서의 저장도 가능하다. 

② 이번에 적용한 "SaDPT 기술" 은 단지 낸드에만 국한된 것이 아니라 더욱 의미가 있는데, 30
    나노급 DRAM 및 기타 메모리에도 확대 적용이 가능할 전망이다.

③ ’01年 100나노 개발 이후 혁신적 나노기술 7년 연속 세계 최초 개발이라는 점에도 그 의의
    가 있으며, (’01 100nm→’02 90nm→’03 70nm→’04 60nm→’05 50nm→ ’06
    40nm→’07 30nm) ’99年 256메가 개발 이후 "8년 연속 집적도 2배/년 성장" 실현이라는
    데에서도 그 의의를 찾을 수 있다. (’99년 256M → ’00년 512M → ’01년 1G → ’02년
    2G → ’03년 4G → ’04년 8G → 05년 16G → ’06년 32G → ’07년 64G)

④ 삼성은 64기가 낸드 기술 및 제품 관련 30 여건의 핵심 특허를 한국, 미국, 일본 등 국내 외
    에 출원 중에 있다.

⑤ 금번 MLC 기반 30나노 64기가 낸드 플래시와 함께 SLC 기반 32기가 낸드 플래시도 동시
    에 개발되었다.

    이를 통해 모바일 PC 시장 위주의 現 SSD 시장을, 캠코더 포함한 디지털 컨수머, 기업向 서
    버 등 대용량 스토리지 시장으로 확대하는 데 크게 기여할 것으로 보인다.

⑥ 금번 개발 제품에 적용된 신기술은 향후 30나노 64기가 비트 이상 고용량 시장을 주도,
    ’09~’11년 3년 누적 약 200억불 이상의 시장 창출 효과가 기대되며, ’11년 이후에는 30나
    노급 이하 공정에도 지속 적용될 것으로 보여 시장 규모는 더욱 확대될 전망이다

[ 64기가비트 이상 고용량 NAND 시장 전망 ]
(억불, 4Gb Eq. 억개) ※ Source : Dataquest ’07.8月