<‘창조적 독점’ 시대로>셀 수직 적층… 업계 최초 ‘3차원 V낸드’ 양산

2년새 24단서 48단으로 작년엔 첫 20나노 D램도

삼성전자는 지난 1993년 이래 22년 연속 메모리반도체 시장 점유율 1위를 기록하며 독보적인 기술력과 시장지배력을 갖고 있다. 반도체 진출을 호시탐탐 노리던 중국의 국영 기업 칭화유니그룹이 최근 샌디스크를 190억 달러에 우회 인수하면서 업계에 긴장감이 돌고 있지만 삼성은 한발 앞선 나노미터(nm·10억 분의 1m) 기술력으로 추격을 허용하지 않는다는 전략이다.

반도체 기술력의 척도는 얼마나 미세하게 가공할 수 있느냐에 달려 있다. 현존하는 최신 반도체 양산 기술은 메모리반도체, 시스템반도체를 통틀어 삼성전자가 보유하고 있다. 삼성전자는 지난해 3월 세계 최초로 20나노 D램을 양산하며, 2년 가까이 멈춰 있던 미세공정의 한계를 돌파했다. D램 시장은 기존 25나노에서 기술적 한계로 새로운 장비없이는 더 이상의 미세화가 불가능하다는 시장의 통념을 깨고 장비교체 없이 기술 혁신만으로 양산에 성공해 더 큰 의미가 있었다.

삼성전자는 2013년 업계 최초로 기존 평면 구조 반도체의 한계를 뛰어넘는 3차원 수직구조 낸드플래시 메모리를 양산한 바 있다. 미세공정이 10나노급으로 진입하면서, 셀 간 간격이 좁아져 전자가 누설되는 간섭현상이 심화되는 등 미세화 기술이 물리적 한계에 다다랐다는 평가가 있었으나 삼성전자는 셀을 수직으로 적층하는 ‘구조혁신’으로 3차원 메모리 양산 시대를 개척했다. 이후 1세대 24단(2013년 8월), 2세대 32단(2014년 8월), 3세대 48단(2015년 8월)을 차례로 선보이며 현재 업계에서 유일하게 3차원 V낸드를 양산하고 있다.

특히 파운드리(위탁 생산) 분야에서는 첨단 14나노 핀펫(FinFet) 공정 양산에 들어갔다. 14나노 핀펫 공정은 3차원 입체구조로 소자를 구성해 20나노 평면기술 대비 최대 35% 소비전력을 감소하면서도 성능은 20% 향상이 가능하며, 칩 면적을 15%까지 줄일 수 있는 차별화된 기술로서 배터리 소비전력이 중요한 모바일기기에 최적화된 솔루션으로 평가받는다.

방승배 기자 bsb@munhwa.com