낸드플래시 시장에서 전세계 반도체 업체들의 기술경쟁이 치열해지고 있다.

특히 시장 점유율 2·3위인 일본 도시바(東芝)와 웨스턴디지털(WD)이 최근 연이어 관련 신기술을 발표하면서 1위 삼성전자와의 격차를 좁히려고 안간힘을 쓰는 모양새다.

2일 업계에 따르면 도시바와 웨스턴디지털은 지난달 27일 차세대 96단 BiCS 3D 낸드플래시 기술을 공동 개발했다고 발표했다.

반도체 업체들은 한 공간에 더 많은 데이터를 저장하고자 셀(정보를 저장하는 공간)을 3차원 수직으로 쌓아올리는 기술을 앞다퉈 개발하고 있다.

그러나 기존 기술로는 단수가 높아질수록 구조가 틀어지는 등 물리적 한계가 있어 90단 이상은 쉽지 않다는 게 업계 정설이다.

삼성전자와 SK하이닉스는 현재 90단 이상의 5세대 낸드플래시를 개발 중이다.

도시바는 또 세계 최초로 QLC(quadruple-level cell) 기술을 적용한 64단 3D 낸드플래시를 개발했다고 지난달 28일 발표했다.

QLC는 기존 TLC(triple-level cell)보다 1비트 더 많은 4비트의 데이터를 셀 하나에 저장, 같은 공간에 더 많은 정보를 담을 수 있다.

삼성전자와 SK하이닉스가 개발한 4세대 낸드플래시는 TLC 기반이다.

그러나 국내 반도체 업계에서는 96단이나 QLC 기술을 개발했다는 자체만으로 기술 우위를 판단할 수 없다는 시각이 많다.

반도체는 통상 시제품이 완제품으로 양산되기까지 신뢰성 문제 등 풀어야 할 과제가 많아 길게는 1년 이상 걸린다.

낸드플래시는 단수가 같아도 기술력에 따라 성능 차이가 커 단수가 더 좋은 성능을 보장하지 않는다는 게 전문가들의 설명이다.

실제 웨스턴디지털과 도시바는 내년에야 96단 양산을 시작할 계획이며, 96단 기술로 바로 1Tb(테라비트) 칩을 만들지 않고 이미 64단 기술로도 생산 중인 256Gb(기가비트) 칩에 먼저 적용한다고 밝혔다.

또 QLC는 정보를 더 많이 저장한다는 장점이 있지만, TLC보다 수명이 짧고 셀간 간섭 현상으로 안정성이 떨어지는 단점이 아직 해결되지 않았다.

업계 관계자는 "제대로만 한다면 대단한 기술이지만 QLC는 아직 완성도가 높지 않아 더 지켜봐야 한다"고 말했다.

국내 기업들도 기술 개발을 소홀히 하지 않고 있다.

실제로 삼성전자는 지난달 15일 4세대(64단) 256Gb(기가비트) 3비트 V낸드플래시를 본격 양산, 올해 안에 4세대 V낸드 월간 생산 비중을 50% 이상으로 늘리겠다고 밝혔다.

특히 삼성전자는 4세대 V낸드를 개발하면서 90단 이상의 수직 적층 한계를 극복하고 1Tb V낸드를 만들 수 있는 원천 기술을 확보했다고 밝혔다.

SK하이닉스는 도시바나 삼성보다는 4세대(72단) 개발이 늦었지만, 3세대 48단 낸드 양산을 시작한 지 반년도 안된 지난해 11월 72단 낸드를 개발하는 등 박차를 가하고 있다.

SK하이닉스는 이른바 '한·미·일 연합' 컨소시엄이 '낸드의 원조'인 도시바 인수에 성공하면 도시바와의 기술 제휴 등 협력을 통해 기술력을 한 단계 업그레이드 하기를 기대하고 있다.

현재 낸드플래시 시장은 삼성이 여유 있게 선두를 유지하고 있다.

글로벌 시장조사업체 IHS마킷에 따르면 삼성은 올해 1분기 낸드플래시 시장에서 36.7% 점유율로, 2위인 도시바(17.2%)를 더블스코어로 따돌렸다.

그다음은 웨스턴디지털(15.5%), SK하이닉스(11.4%), 마이크론(11.1%), 인텔(7.4%) 등 순이었다.

강형구 기자  press@jeonpa.co.kr

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