스마트폰, 노트북, 컴퓨터 등의 전자 기기를 구매할 때 중요한 요소 중 하나는 용량이다. 128GB, 512GB, 1TB 등의 숫자는 메모리의 용량을 의미한다.

최근 전자 기기가 고성능화, 경량화됨에 따라 메모리 반도체 역시 고용량은 물론이고 소형화, 저전력 기술을 요구받고 있다. 이번 에피소드에서는 이러한 메모리 트렌드를 대표하는 솔루션, ‘UFS’를 소개한다.

.

MAP 1. 전자 기기에서 필수 불가결한 존재

UFS를 자세히 이해하려면 먼저 플래시 메모리에 대해 알아야 한다. 플래시 메모리란, 비휘발성 메모리로, 전원이 꺼지면 정보를 모두 잃어버리는 D램이나 S램과 달리 전원이 끊겨도 데이터를 전기적으로 보존하는 것이 특징이다. 플래시 메모리는 반도체 칩 내부의 전자회로 형태에 따라 직렬로 연결된 낸드(NAND) 플래시와 병렬로 연결된 노어(NOR) 플래시로 구분된다.

낸드 플래시와 노어 플래시는 각 특성에 따라 다양한 반도체와 결합되어 서버, 모바일 기기, PC, 자동차 등에서 고성능 스토리지(저장 장치)로 활용된다.

그렇다면 플래시 메모리를 활용한 스토리지(저장 장치) 솔루션에는 어떤 것이 있을까? 먼저, 모터와 같은 기계적인 장치 없이 낸드 플래시에 데이터를 저장하는 SSD(Solid State Drive)가 있다. SSD는 빠른 데이터 접근 속도와 내구성으로 서버, 데이터센터, PC, 자동차 등에서 활용된다. 또한 고속 컨트롤러와 고성능 낸드 플래시를 결합해 작은 크기와 저전력을 갖춘 UFS(Universal Flash Storage)와 eMMC(embedded Multi Media Card)는 모바일, 웨어러블, 자동차 등에서 주로 사용된다. 더불어 스마트폰, 카메라, PC 등 여러 장치에서 고사양 콘텐츠의 원활한 작업을 돕는 SD카드와 마이크로 SD카드도 있다.

.

MAP 2. eMMC와 UFS, 무엇이 다를까?

eMMC와 UFS 모두 고속 컨트롤러와 낸드 플래시를 결합한 솔루션이지만, 작동 원리에 차이가 있다. eMMC는 두 장치 간 데이터를 교대로 교환하는 ‘병렬식 통신’을 사용한다. 데이터를 한 번에 하나씩 읽거나 쓰는 방식이다. 반면, UFS는 데이터를 동시에 읽고 쓰면서 양방향으로 소통할 수 있는 ‘직렬식 통신’을 사용한다. eMMC는 단방향 도로, UFS는 양방향 도로에 비유할 수 있다.

eMMC는 병렬식 인터페이스로 만약 많은 양의 데이터를 더 빠르게 보내야 한다면 선 개수를 늘려야 하고, 선 하나라도 문제가 생기면 신호 노이즈가 생겨 전체 데이터를 주고받는 데 영향을 미칠 수 있다. 반면, UFS는 읽기와 쓰기 작업에 별도의 전용 경로가 있는 LVDS(Low-Voltage Differential Signaling) 직렬 인터페이스를 사용하기에, 동시에 읽고 쓰는 멀티태스킹이 가능하다. 이에 따라 eMMC보다 더 빠른 데이터 전송 속도를 제공한다.

.

MAP 3. 점점 작고 강력해지는 UFS 세상

2015년, 삼성전자는 세계 최초로 스마트폰용 128GB UFS를 양산하며 초고속 UFS 시대를 열었다. 뒤이어, 2017년에는 업계 최초로 512GB UFS를 출시했다. 256GB UFS보다 용량을 2배 늘리면서, 손톱만 한 패키지의 크기(11.5 X 13 X 1.0mm)는 그대로 유지한 것이 특징이다. 이에 더하여 2022년에는 무려 1TB의 용량을 지닌 UFS 4.0 구현에 이르렀다.

.

MAP 4. 모바일 경험을 확장하는 차세대 스토리지! UFS 4.0

UFS 4.0 메모리는 차세대 UFS 4.0 규격에 맞춰 더욱 대역폭이 향상된 솔루션이다. 가장 큰 장점은 연속 읽기/쓰기 속도다. 업계 최고 수준의 연속 읽기 속도 4,200MB/s, 연속 쓰기 속도 2,800MB/s를 제공하며, 데이터 전송 대역폭은 이전 세대(모바일용 UFS 3.1)의 2배인 23.2Gbps에 달한다.

이를 통해 대량의 고화질 사진을 한 번에 빠르게 확인하거나, 초고해상도 디스플레이에서 다양하고 복잡한 작업을 동시에 실행하더라도 빠르고 원활하게 처리할 수 있다. 이 모든 기능을 11 x 13 x 1.0mm의 작은 크기에 담았으며, 무려 1TB에 달하는 대용량을 지원한다. 또한 이전 세대 대비 약 45% 이상 개선된 전력 효율로 제공한다. 여기에 삼성전자는 세계 최초로 ‘UFS 4.0용 인터페이스 IP’ 기술을 개발해 UFS 4.0 규격을 지원하는 컨트롤러 칩에 적용했다. 해당 기술을 통해 고속 데이터 전송 시에도 오류가 발생하지 않는 에러 프리(error-free) 전송을 보장해 사용자의 모바일 경험을 더욱 향상시켰다.

* 인터페이스 IP: 효율적인 고속 네트워크 통신을 통해 원활한 데이터 이동을 돕는 기술

모바일 기기에선 보안 기능 역시 무척 중요하다. 많은 사용자들이 편리한 일상을 위해 모바일 기기에 은행 정보나 생체 인증 정보를 저장하여 사용하기 때문이다.

이에 따라 삼성전자 UFS에는 사용자 개인 정보와 중요 데이터를 보호하는 보안 기술이 포함되어 있다. 바로, RPMB(Replay Protected Memory Block)이다. RPMB는 중요한 데이터를 메모리의 특정 블록에 안전하게 저장하여 보호한다. UFS 4.0에는 Advanced RPMB 기술이 적용되어 이전 세대 대비 보안 데이터에 대해 약 1.8배 빠른 읽기, 쓰기가 가능하다.

이렇게 초소형, 저전력, 대용량, 높은 보안 기능까지 고루 갖춘 UFS 4.0은 스마트폰 등 모바일 기기뿐 아니라 AR·VR 기기, 자동차 등 광범위하게 확산될 것으로 예상된다.

.

MAP 5. 인포테인먼트(IVI) 최적의 솔루션! 차량용 UFS 3.1

플래시 메모리는 모바일뿐 아니라 자동차에서도 필수적이다. 음악, 비디오, 내비게이션 등의 인포테인먼트 데이터를 저장하고, 차량 제어 시스템의 효율적인 운영 등에 사용되기 때문이다. 따라서 자동차에서 사용자 경험이 향상될수록 차량용 UFS의 성능 역시 중요해진다.

삼성전자는 2017년 업계 최초로 차량용 128GB UFS를 선보였으며, 2023년에는 업계 최저 소비 전력을 자랑하는 차량 인포테인먼트용 UFS 3.1 메모리를 양산했다. 해당 솔루션은 128GB, 256GB, 512GB 등의 다양한 제품군을 갖추었다. 특히 256GB 제품은 이전 세대보다 소비전력이 약 33% 개선되었으며, 연속 읽기 속도 2,000MB/s, 연속 쓰기 속도 700MB/s를 자랑한다. 이를 통해 자동차 배터리 전력을 효율적으로 운용할 수 있다.

차량용 반도체 시장에서는 제품의 성능뿐 아니라 안정성과 신뢰성도 중요하다. 삼성전자의 차량용 UFS 3.1은 영하 40℃에서 영상 105℃까지 폭넓은 온도 범위에서 안정적인 성능을 보장함으로써 차량용 반도체 품질 기준인 *AEC-Q100 Grade2를 달성한 바 있다. UFS 3.1은 차세대 자동차 시장 트렌드에 걸맞은 최적의 솔루션으로 기대를 모으고 있다.

* AEC-Q100(Automotive Electronic Council): 자동차 부품 협회에서 자동차 전자 부품에 대한 신뢰성 평가 절차 및 기준을 규정한 것으로, 전 세계에서 통용되는 기준. Auto Grade는 온도 기준에 따라 0~3단계로 나뉜다

.

MAP 6. 삼성전자 메모리 기술로 나아갈 미래

ChatGPT와 같은 생성형 AI는 사용자의 요구에 따라 텍스트, 이미지, 동영상, 음악 등의 콘텐츠를 생성하는 데 많은 데이터를 필요로 한다. AI의 급격한 성장은 급진적인 메모리 발전을 요구하고 있으며, 이를 위해서는 DDR6, HBM4, GDDR7, UFS 5.0 등의 차세대 고대역폭, 저전력 메모리와 새로운 인터페이스, 첨단 패키지 등의 기술이 필요하다.

삼성전자는 이러한 요구를 반영하기 위해 미래 솔루션과 신사업 발굴을 지속 진행하고 있으며, 이를 통해 우리 일상 속 다양한 기기에서 더욱 편리하고 풍부한 사용자 경험을 제공할 예정이다.

모바일, 자동차 어디든 OK! 손바닥만 한 전자 기기에도 쏙 들어가는 작은 몸집으로 초고성능, 대용량을 지원하는 UFS에 대해 더 알아보고 싶다면 삼교시 탐구생활 ‘UFS’ 편을 참고해 보자.

The post [반도Chat Ep.12] 손톱만 한 크기에 초고성능, 보안 능력까지 갖춘 알짜배기 메모리 ‘UFS’ first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

이번에 새롭게 시작한 시즌2에서는 같은 전공을 수학했지만, 각기 다른 업무를 수행하는 신입사원들의 다양한 모습을 교류하고자 한다. 대망의 첫 에피소드는 전기전자공학과 편. 같은 전공이라는 공통점을 가진 네 명의 신입사원들이 모인 현장 속으로 함께 입장해 보자.

.

전기전자공학도가 삼성전자 반도체에서 일하는 법

전기전자공학은 전기와 전자 분야의 최첨단 기술을 연구하는 학문으로, 반도체 산업의 근간을 이루고 있다. 전기전자공학 전공자들은 학부에서 함양한 지식을 바탕으로, 설계·제조·검사 등 반도체 산업에 있어 핵심적인 역할을 담당하며, 우리 삶을 보다 풍요롭게 만드는 데 기여한다. 첨단 기술력으로 새로운 미래를 설계하는 디지털 건축가, 전기전자공학도! 삼성전자 반도체에 입사한 네 명의 신입사원과 이야기를 나눠 보았다.

Q. 안녕하세요. 같은 전공이지만, 다른 직무를 가진 신입사원들이 한자리에서 만났네요. 삼성전자 반도체 뉴스룸 독자들을 위해 자기소개 부탁드립니다

이연수: 안녕하세요. 삼성전자 반도체연구소 FLASH TD2팀에서 근무하는 이연수입니다. 저는 차세대 플래시 메모리의 구조를 검토하고, 이를 실현하기 위해 공정개발팀과 협업하는 업무를 하고 있습니다. 저희 부서는 플래시 메모리 공정의 시작부터 끝까지 책임지고 있기에, 일명 ‘제품의 주인’이라고도 불리는데요. 수백여 가지의 과정들을 관리하고 이해하며, 전후 공정 간의 상관성을 고민하는 과정을 통해 다방면의 지식을 쌓을 수 있어요.

송민창: 삼성전자 시스템LSI사업부 SoC마케팅팀 송민창입니다. 제가 속한 그룹은 애플리케이션 프로세서부터 통신용 모뎀, 와이파이/블루투스, 초광대역(UWB, Ultra-Wideband) 등 다양한 제품의 마케팅 전략 업무를 수행합니다. 저는 그중에서도 ‘엑시노스 커넥트(Exynos Connect) U100’ 마케팅을 담당하고 있는데요. 엑시노스 커넥트 U100은 초광대역 기반 근거리 무선통신 반도체로, CES 2024에서 혁신상을 수상한 제품입니다.

신진우: 저는 메모리사업부 DRAM설계팀 신진우입니다. 저희 부서는 DDR5, HBM 제품 등의 회로 로직 오류 분석을 통해 문제점을 논의하고, 회로를 올바르게 수정·설계하는 업무를 맡고 있습니다. 시스템 베릴로그(System Verilog), 파이썬(Python) 등의 언어를 이용하여 검증 환경을 구현하고, 원하는 로직 구현이 잘 되었는지를 분석합니다. 또 다양한 경우의 수를 최대한으로 고려해 회로가 의도와 다르게 동작할 수 있는 모든 상황을 시뮬레이션하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 업무도 하고 있습니다. 부서가 상대적으로 젊은 조직이고 리더 분들도 소통에 항상 힘쓰고 있어서 재미있게 일하고 있습니다.

이하늘: 혁신센터 MES팀 이하늘입니다. 저희 부서는 사용자의 피드백이나 추가 요구 사항을 확인하는 업무 외에도, 반도체 품질 분석 시스템 개발 업무를 담당하고 있습니다. 자바(JAVA), 파이썬(Python) 등 시스템 개발에 필요한 프로그래밍 언어를 사용하는 분들이 한데 모여 일을 하고 있기에 사용하는 도메인도 다양한데요. 할 줄 아는 프로그래밍 언어에 따라 여러 업무에 참여할 수 있고, 새로운 언어를 배울 수 있다는 점이 큰 장점이라고 볼 수 있겠습니다.

Q. 수행하는 업무만큼이나, 좋아하는 업무도 다양할 것 같습니다. 어떤 업무로 가장 많은 시간을 보내는지, 혹은 어떤 업무를 할 때 즐거움을 느끼는지 궁금합니다

송민창: 저는 제품 경쟁력 강화를 위한 전략을 수립하는 업무를 좋아합니다. 시장과 기술 동향을 분석하여 사업부의 중장기적인 매출을 전망하고, 제품의 성능, 고객사 동향, 개발 일정과 같은 다양한 요소를 고민해 가며 최선의 결과를 도출하고자 노력하는 편인데요. 특히 제가 담당한 제품이 높은 시장 경쟁력을 얻게 될 때 큰 성취감을 얻습니다.

신진우: 가장 좋아하는 업무로, 회로 로직을 검증하고 오류를 검출하는 일을 꼽고 싶습니다. 하나의 제품이 만들어지기까지는 개발, 검증, 평가 과정을 거치게 되는데요. 보통 설계 부서에서 회로를 설계하면, 저희는 회로의 신호가 잘 뜨고 있는지, 포트가 잘못 연결되거나 빠진 부분은 없는지 등을 확인하고 설계 부서에 전달해 줍니다. 오류가 잘 수정되어 최종 회로에서 오류 없음을 확인했을 때 이루 말할 수 없는 뿌듯함을 느낍니다.

이연수: 저는 불량이 어디에서 발생했는지 고민하는 과정을 좋아합니다. 완성된 햄버거에 피클이 들어 있는지 확인하려면 절반을 잘라 보면 되겠죠? 플래시 공정도 마찬가지입니다. 위로 쌓고 깎는 공정의 연속이기에, 불량이 발현되면 절반을 갈라 수직 구조를 확인하죠. 여기에는 다양한 경우의 수를 생각할 수 있는 상상력과 현실감이 뒤따라야 해요. 물론 전·후 공정이 모두 연관되어 있기 때문에 정확하게 원인을 찾아내긴 쉽지 않습니다. 막히는 부분이 생기면 선배님들에게 조언을 구하는데요, 그럴 때마다 오랜 경험에서 나오는 통찰력이 얼마나 중요한지 몸소 느끼고 있답니다.

이하늘: 저는 사용자를 만족시키는 것이 정말 즐거워요. 이때 핵심은 사용자의 요구 사항을 정확히 이해하는 것입니다. 현업 반도체 엔지니어들이 사용하는 언어와 개발 도메인에서 사용하는 언어가 달라 소통에 다소 어려움이 있기에 질문을 많이 하는 편인데요. 결과적으로 미팅을 통해 잘 사용하고 있다는 이야기를 들으면 뿌듯함이 배가됩니다.

Q. 반대로 업무를 수행함에 있어 힘들었던 경험이 있다면요?

신진우: 검증 업무가 DRAM의 전반적인 동작을 잘 파악하고 있어야 되는 직무인 만큼, 배우기도 좋지만 초창기의 어려움이 있기도 합니다. 베릴로그(Verilog) 같은 프로그래밍 언어들도 잘 다룰 수 있어야 하는데요. 이를 습득하기 위해, 동기들과 매주 모여 DRAM 동작을 공부하고, 검증 환경을 같이 분석했던 기억이 떠오릅니다.

송민창: 마케팅 직무는 특히 유관 부서와의 협업이 필요한 업무가 많은데요. 제품이 기획되고 개발, 양산되는 전체적인 과정을 이끌어 가고 그 속에서 일어나는 이슈들에 대응하기에 업무 프로세스가 다양합니다. 그래서 담당자를 파악하는 것이 초창기 주요 어려움 중 하나였습니다. 이에 반도체 산업의 전체적인 흐름과 각 단계의 필요성, 역할을 자세히 이해하고자 노력했고, 그 결과 빠르게 적응할 수 있었습니다.

Q. 전기전자공학도로서, 현재 직무에 지원한 이유는 무엇인가요?

이하늘: 저는 평소 프로그래밍 관련 전공 과목(C++ 프로그래밍, Java 프로그래밍 등)에서 가장 큰 흥미를 느끼기도 했고, 학부 시절 반도체 설비 회사의 기업연계형 장기현장실습(IPP)에 참여하며 소프트웨어 개발 직무가 적성에 맞다고 느꼈습니다. MES팀의 개발 직군은 전공 필수 과목 이수를 통해 얻은 반도체 이론 지식들도 업무에 활용할 수 있기 때문에 저의 적성과 전공을 모두 아우를 수 있는 직무라고 생각했습니다.

송민창: 저는 대학 졸업 전, 외국계 종합 반도체 회사(IDM, Integrated Device Manufacturer)에서 기술 영업 직무 인턴을 경험했는데요. 비즈니스를 통해 자사의 매출과 수익에 직접적으로 기여할 수 있고, 그로부터 얻는 성취감에 큰 매력을 느껴 마케팅 직무를 희망하게 되었습니다.

.

전공서에서 배운 지식과 실제 업무 간의 틈을 메우는 방법

전기회로, 전자회로, 반도체 등 다양한 이론적인 지식을 쌓는 학부와 달리, 입사 이후에는 이러한 개념들을 토대로 실전에 돌입해 본격적인 경험을 쌓아 가게 된다. 그러나, 이론과 실전 사이에는 간극이 존재하기 마련. 그 틈을 메우기 위한 전기전자공학과 출신 신입사원들의 비법은 무엇일까?

Q. 입사 전 예상했던 업무와, 입사 후 수행한 업무를 비교했을 때 어떤 차이점이 있었는지 궁금합니다

이연수: 저는 소자 작동부터 공정 설계까지 모두 배운 반도체 전공자로서, 팀에서 저의 역량을 잘 펼칠 수 있을 것이라고 생각했습니다. 하지만 회사라는 곳은 분업화가 굉장히 잘 되어 있어서 제가 맡은 일이 특별하지 않은 것처럼 느껴질 때가 있었어요. 이 생각은 제가 맡은 평가가 정규 과정(path)으로 적용되면서부터 조금씩 변했는데요. 제가 수행한 업무가 제품의 신뢰성을 높였다는 사실이 정말 뿌듯했습니다. 미래에는 차세대 메모리의 성능을 높인 사람의 이름으로 저도 기록되지 않을까요?

신진우: 학부 시절에는 전체 시스템 설계(FULLCHIP)를 다뤄 볼 기회가 없었기에 각 파트에서 담당 회로를 설계하고, 전체 칩의 동작이 잘 되는지 확인하는 과정이 정말 신기하고 새로운 경험이었습니다. 특성을 어떻게 설계하고 수정하는지에 따라 다른 파트의 회로들도 영향을 받는 것을 보고 부서 간의 협업과 소통이 정말 중요하다는 것도 알게 되었습니다.

Q. 입사 후, 업무를 적응함에 있어 도움이 되었던 회사 제도가 있다면 소개해 주세요

신진우: 저는 회사에서 진행하는 ‘러닝 챌린지(Learning Challenge)’의 도움을 많이 받았습니다. 마음 맞는 동료들과 분기마다 주제를 정해 함께 탐구하고 분석해 보며, 서로의 노하우를 공유하는 모임인데요. 부서 동기들과 함께 열심히 참여해서, 23년도 3분기 우수 조로 선정되는 기쁨을 나눴습니다.

이연수: 저는 ‘오아시쓰’를 추천합니다. ‘오아시쓰’는 ‘1년에 최소 5일은 나의 성장을 위한 시간으로 쓰자’의 줄임말로, 언제 어디서든 교육을 들을 수 있는 제도인데요. 삼성전자 반도체에는 이 같은 제도를 통해 교육을 권장하는 분위기가 형성되어 있고, 풍부한 교육 프로그램이 매달 개설됩니다. 내용 또한 실무에 바로 적용할 수 있어 많은 도움이 되었습니다. 더불어 ‘책iN업’ 프로그램도 소개하고 싶습니다. 매달 책 1권 상당의 포인트를 지급하는데, 실물 도서부터 e-book까지 여러 사이트에서 제공하고 있습니다. 덕분에 저는 한달에 1권씩 독서를 하고 있는데요, 업무에 대한 지식은 물론 마음의 양식까지 쌓아 가고 있습니다.

.

대세는 워라블! 전기전자공학도가 일과 삶의 조화를 이루는 방법

K-리그 직관, 허브 재배 등 삼성전자 반도체의 전기전자공학도는 다양한 방법으로 워라블(Work-Life Blending)을 실현하고 있다. 일과 삶의 조화로운 배합을 통해 균형감 있는 삶을 살아가는 이들의 노하우는 무엇일까?

Q. 워라블은 일과 삶의 완벽한 조화를 통해 주도적인 삶을 살아가는 라이프 스타일 중 하나인데요. 나만의 워라블 방법은 무엇인가요?

이하늘: 요즘 저의 워라블 방법은 바질 키우기입니다. 처음에는 동기의 권유로 키우기 시작했는데, 최근 하루가 다르게 쑥쑥 커 가는 모습을 보며 큰 보람을 느끼고 있습니다. 얼마 전에는 바질 줄기의 일부를 잘라 부서 분께 분양도 해 드렸답니다. 방울토마토도 함께 키우고 있는데, 언젠가 제가 키운 식물들로 샐러드를 해 먹는 게 제 목표입니다.

이연수: 저는 첫 사회생활의 어려움을 마음 편히 나눌 수 있는 동기들과 시간을 보내는 것입니다. 23년도 가을, 수원 월드컵 경기장에서 대한민국VS베트남전 A-매치 경기가 있었던 것 기억하시나요? 동기들과 함께 붉은색 머플러와 머리띠를 쓰고 열심히 응원했고, 대승의 결과까지 얻어서 스트레스가 완전 해소됐던 것 같아요. 제 워라블의 절반은 동기들이 챙겨 주고 있는 것 같습니다.

Q. 마지막으로 미래 삼성전자 반도체 입사를 꿈꾸는 전기전자공학과 출신 후배들을 위한 한마디 부탁드립니다

이연수: 해 뜨기 전 새벽이 가장 춥다고들 하잖아요. 요즘 자꾸 남들과 비교하게 되고, 자신의 약점만 더 크게 보이는 시기일 수 있겠지만, 하루하루 최선을 다하면 꼭 좋은 결과가 있을 겁니다. 취업하면 지금의 설움들은 배로 보답받을 거라는 사실만큼은 자신 있게 말씀드릴 수 있어요. 다른 건 생각하지 말고 오늘도 힘내 보자고요!

송민창: 충분한 노력이 있다면 자신이 원하는 직무에 도전해도 좋은 결과가 있을 것이라 생각됩니다. 취업 준비 과정 중 가치 없는 경험은 없기에 자신이 정말 좋아하는 일이 무엇인지 고민해 보고 도전하셨으면 좋겠습니다. 항상 응원하겠습니다!

신진우: 당장은 취준생으로서 취업이라는 문턱에 모든 신경이 쏠려 있을 수밖에 없습니다. 반복 학습을 통해 GSAT에서 나만의 노하우를 얻어 꾸준하게 준비한다면 어렵지 않게 통과할 수 있을 것입니다. 직장은 내가 그려 나가는 인생의 일부분이므로 더 큰 목표를 가지고 어떤 역할을 하면서 살아가고 싶은지 생각하면서 준비하시면 좋을 것 같습니다.

이하늘: 삼성전자 반도체의 소프트웨어 직무에 대해서는 정보가 많이 알려져 있지 않아, 취업 준비에 어려움을 겪고 계실 수도 있겠습니다. 소프트웨어 직무는 GSAT 대신 코딩 테스트를 응시하게 되는데, 주어진 문제를 꼼꼼히 읽고 침착하게 구현한다면 충분히 풀어낼 수 있을 것이라 생각합니다. 면접에서는 보다 열심히 배우고자 하는 자세를 진정성 있게 어필한다면 좋은 결과를 얻을 수 있을 것입니다. 전자공학과에서 개발자의 길을 걷고자 하는 후배님들, 화이팅입니다!

오늘 삼성전자 반도체 뉴스룸이 만나 본 전기전자공학과 신입사원들에게는 한 가지 공통점이 있었다. 바로, 차세대 반도체의 미래를 만들어 나가겠다는 뜨거운 열정이었다. 반도체 설계, 품질 관리, 마케팅 등 다양한 분야에서 활약하며, 신입사원으로서의 어려움을 극복하고 함께 성장하고 있는 삼성전자 반도체 신입사원들. 이들이 만들어 갈 앞으로의 나날들이 기대된다.

The post [나는 신입사원입니다! 시즌2] Ep.1 반도체 산업의 미래를 이끌어 갈 전기전자공학과 신입사원들이 모였다 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

디지털카메라, 스마트폰, 태블릿 등 삶의 질을 높여 주는 대부분의 전자기기는 전원이 끊겨도 데이터를 보존하는 플래시 메모리가 있기에 사용이 가능하다. 우리의 일상과 밀접한 기술인데도 불구하고, 그간 원자 수준에서 플래시 메모리의 근본적인 저장 원리에 대해 명확하게 밝혀내는 것이 어려웠다. 원자 배열이 규칙성을 띠고 있어 특징을 밝혀내는 것이 쉬운 결정과는 달리, 플래시 메모리가 활용하는 물질은 원자들이 무질서하게 배열된 비정질이라는 특성을 가지고 있기 때문이다.

이에 삼성전자 혁신센터 CSE(Computational Science and Engineering)팀은 기존과 차별화된 접근방식을 통해 플래시 메모리 정보 저장의 핵심 역할을 하는 비정질 실리콘 질화물에서 전자가 안정되게 저장되는 근본 원리를 밝혀내는 데 성공했다.

이들이 집필한 ‘Switchable Chemical-Bond Reorganization for the Stable Charge Trapping in Amorphous Silicon Nitride’ 논문은 그 우수성을 인정받아 세계적인 학술지인 Advanced Materials에 게재됐다.

이번 논문에는 삼성전자 혁신센터 CSE팀 최운이 님이 제 1저자 및 교신저자로 참여했으며, CSE팀 김대신 상무, 권의희 DE, 손원준 파트장 그리고 SAIT 양승열 Master와 오영택 님이 공동저자로 참여했다. 독일 아헨공대의 석좌 교수인 R. Dronskowski 교수도 공동 교신저자로 이름을 올렸다. 이번 연구가 재료공학 분야의 세계 정상급 학술지에 게재된 배경과 구체적인 내용은 무엇일까? 삼성전자 반도체 뉴스룸이 그 비하인드 스토리를 담아 보았다.

Q. 처음 이 연구를 시작하게 된 계기는 무엇인가?

플래시 메모리 종류 중에서도 삼성전자 반도체가 최초 개발한 V-NAND(Vertical NAND)라는 기술이 있다. 평면상에 셀을 두고 개수를 늘리는 기존 구조와는 달리 셀을 수직으로 쌓아 올려 저장용량을 극대화시키고, 성능과 신뢰성을 향상시켰다. 이러한 기술 덕분에 우리는 매일 수많은 미디어와 문서들을 빠르고 안전하게 저장할 수 있는 것이다. 그러나, 요즘의 V-NAND가 세대를 거듭할수록 그 크기가 점차 작아지게 되면서 원자 수준에서 발생하는 현상에 대한 근본적인 이해 없이는 혁신을 이뤄 내기 힘든 단계에 직면하고 있다. 이런 맥락에서 굉장히 중요한 연구라고 생각해 시작하게 되었다.

.

Q. 기존과는 다른 접근 방식을 통해 이전까지의 선행 연구에서 밝혀내기 어려웠던 저장 메커니즘을 알아내는 데 성공하였다. 연구의 핵심이 된 저장 메커니즘에 대해 설명해 달라

쉬운 설명을 위해 실리콘 질화물을 이루는 원자들인 실리콘 원자(Si)와 질소 원자(N)가 몇 개의 결합팔을 가져야 안정한 분자가 되는지부터 말해보겠다. 실리콘 원자(Si)는 주변에 4개의 원자와 결합하고 있을 때가 가장 안정된 상태이고, 질소 원자(N)는 3개의 원자와 결합하고 있을 때가 가장 안정된 상태다. 일반적으로 물질 내부에서 원자들은 주변의 원자들과의 화학결합을 통해 단단하게 묶인 상태다. 그런데, 특이하게도 이 원자들에게 하나의 결합이 추가되었을 때(Si: 5개, N: 4개)도 안정한 상태를 이루는 것으로 알려져 있다. 이때 실리콘 원자(Si)와 질소 원자(N)는 각각 –와 +전하를 가지게 된다.

원자의 결합팔에 수소 원자(H)를 붙인 경우를 예로 들겠다. SiH₄와 NH₃는 전기적으로 중성을 띄며 안정한 상태다. 더불어, (SiH₅)^–와 (NH₄)⁺ 역시 각각 –와 +전하를 띄면서 안정한 상태다. 그래서 위와 같이 SiH₄와 (NH₄)⁺가 인접한 상황에서 –를 띄는 두 개의 전자가 공급된다면, (SiH₅)^–와 NH₃로 구조를 바꾸면서 안정화된다. 이러한 구조적인 변화를 위해서는 위에 초록색으로 표시한 수소 원자(H) 하나가 질소 원자(N)와의 결합을 끊고, 다시 실리콘 원자(Si)와의 결합을 생성하는 과정이 있어야 한다.

이 현상은 비정질 실리콘 질화물에서도 그대로 나타난다.수소 원자(H) 대신에 실리콘 원자(Si)가 질소 원자(N)와의 결합을 깨고, 또 다른 실리콘 원자(Si)와 결합을 이룬다. 결국 새로 전자가 공급되어서 생긴 새로운 전하 상태가 이러한 구조적인 변화를 통해 안정화되는 것이다.

Q. 연구 과정 중 기억에 남는 에피소드가 있다면?

처음으로 비정질 실리콘 질화물 구조에서 전자를 안정적으로 가두면서 화학 결합이 변화하는 것을 눈으로 직접 관찰했던 날이 떠오른다. 바로 자리에서 일어나 사무실 복도를 거닐면서 혼자만의 기쁨을 만끽했다. 슈퍼컴퓨터와 같은 고성능 컴퓨터를 활용한 시뮬레이션 분석을 거듭하면서 전자를 안정되게 가두는 방식이 보다 명확해졌지만, 세계적인 영향력을 가진 Advanced Materials이라는 저널에 도전하기 위해서는 컴퓨터 모델링 결과 외에 우리의 주장을 뒷받침할 실험적인 증거가 필요했다. 그러다 문득, 질소 원자가 4개의 결합팔을 가진다면, 외곽에 존재하는 전자들의 분포가 원자핵 가까이 존재하는 전자의 에너지 레벨에 영향을 줘서 더 깊은 곳으로 이동할 거라는 생각이 들었다. 결과는 예상대로였고, 모델링으로 알아낸 메커니즘이 실제로 존재할 수 있다는 실험적인 증거를 제시하게 됨으로써, 논문에 설득력을 더할 수 있었다.

.

Q. 이번 연구에서 밝혀낸 근본 원리가 앞으로의 메모리 산업과 일상에 어떠한 영향을 미치게 될지 궁금하다

그동안 간과해 왔던 원자수준에서의 작동 원리를 밝혀냈다는 의미가 있다. 이에 근거해 시뮬레이션을 업데이트하고 개발과 양산을 담당하는 엔지니어들이 기존의 데이터를 새로운 시각으로 바라보면서 다양한 경험을 쌓아 간다면, 플래시 메모리 미세화의 한계를 극복할 수 있는 좋은 결과가 있을 것이라 기대한다. 더군다나 플래시 메모리는 IT 문명에서 일종의 종이와 같은 역할을 하고 있다. 그렇기 때문에, V-NAND의 혁신은 더 저렴한 가격에 데이터를 저장할 수 있다는 걸 의미하고, 풍부한 디지털 데이터는 인공지능이 학습할 수 있는 데이터가 많아진다는 것을 뜻한다. 결국 다른 주변 기술들과 점진적인 시너지 효과를 일으켜 인공지능과 같은 핵심기술의 진보를 앞당길 수 있으리라 생각한다.

갈수록 미세화 되어 가는 반도체 공정에 없어서는 안 될 ‘컴퓨터 시뮬레이션’이라는 공통분모를 가지고, 다양한 전문성과 경험을 가진 사람들이 힘을 합쳐 일하고 있는 곳. 삼성전자 혁신센터 CSE팀이 지향하는 궁극적인 목표는 시뮬레이션만으로 반도체 제품 생산에 필요한 예측이나 개선 방향을 제공하는 것에 있다.

다양한 문제들을 시뮬레이션 관점에서 풀어내고, 지속적인 업데이트로 반도체 모델링의 범위를 넓혀 나가며, 반도체 개발자들을 위해 IT 시스템을 구축하는 역할까지. 다방면으로 활약하며, 컴퓨터 모델링을 통해 반도체 산업의 미래를 앞당길 CSE팀의 내일을 기대해 본다.

*논문 링크: Switchable Chemical-Bond Reorganization for the Stable Charge Trapping in Amorphous Silicon Nitride

The post 삼성전자 연구진이 새롭게 밝힌 플래시 메모리 저장 원리, 세계적 학술지에 게재되다 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

어려운 반도체 용어를 알기 쉽게 소개해 주는 반도Chat의 네 번째 이야기! 오늘은 기나긴 디지털 여정을 획기적으로 단축해 주는 SSD에 대해 알아볼 시간이다.

.

Map 1. HDD에서 SSD로! 저장매체 패러다임의 변화

‘HDD(Hard Disk Drive)’는 비휘발성 데이터 저장소 중 가장 오랜 시간 대중의 사랑을 받았다. 1950년대에 출시된 이후 지속적인 개발을 거쳐, 1990년대에는 개인용 컴퓨터의 핵심 부품으로 자리 잡기도 했다. 그러나 오늘날 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등 대부분의 전자기기에는 ‘SSD(Solid State Drive)’가 사용되고 있다. 이렇듯 시대별 보조 기억장치의 대표 주자로 자리했던 HDD와 SSD의 차이점은 과연 무엇일까?

1990년대 이후 대부분의 PC는 HDD라는 저장장치를 활용했다. HDD는 금속이나 유리로 만들어진 원형 판 ‘플래터(Platter)’와 바늘 모양의 ‘헤드(Head)’로 구성된 기계식 저장장치다.

HDD의 데이터 처리 방식은 LP판에 비유해 볼 수 있다. 턴테이블에 올려 회전시킨 LP판이 바늘로 홈을 읽어 음악을 재생하는 것처럼, HDD는 회전하는 플래터의 데이터를 ‘헤드’라는 바늘을 통해 읽고 쓸 수 있다. 이때 플래터의 회전 속도(RPM)가 빠를수록 데이터를 읽고 쓰는 속도가 함께 빨라져 HDD의 성능은 향상된다.

하지만 이는 곧 HDD의 성능 한계로 이어졌다. 물리적으로 돌아가는 모터 방식은 전력 소비와 발열, 소음 문제를 수반했고, 플래터 회전 속도의 한계 때문에 SSD 대비 데이터 처리 성능이 느렸다.

이 문제를 해결한 것이 바로 SSD다. SSD는 데이터를 반도체에 저장한다. HDD처럼 모터 방식의 구동 장치가 필요하지 않아 작동 시 열과 소음이 발생하지 않고 외부 충격으로부터 안전한 동시에 데이터 처리 속도가 획기적이다. 이러한 이유에서 스토리지 트렌드는 HDD에서 SSD로 변화했다.

HDD에서 SSD로 전환하는 데는 오랜 시간과 연구가 필요했다. SSD 기술 개발은 1970년대부터 시작되었지만, 높은 비용과 커다란 사이즈 문제 때문에 수년간 상용화에 어려움이 있었다.

이에 삼성전자는 2006년 32GB SSD를 장착한 PC를 선보였다. 그 당시 업계는 비용 및 개발 난항 등의 문제로 인해 일반 PC에도 플래시 메모리를 적용하지 못했다. 때문에 삼성전자가 출시한 노트 PC(SENS Q30 PLUS)와 울트라 모바일 PC(SENS Q1) 제품은 HDD가 없는 디지털 PC라는 새로운 시장을 여는 신호탄이 되었다.

.

Map 2. SSD로 확장된 초고속 세상

SSD를 좀 더 이해하기 위해서는 플래시 메모리에 대한 이해가 필요하다. 플래시 메모리는 셀(cell)이라는 작은 단위로 데이터를 저장하는 기억장치이다. 이러한 플래시 메모리는 크게 낸드(NAND) 타입과 노어(NOR) 타입으로 구분된다.

노어 타입은 셀을 병렬로 배열하여 한 번에 여러 개의 비트를 읽을 수 있다. 각 셀의 주소를 반드시 기억하는 과정을 거쳐야 하기에 쓰기 속도가 느리지만, 데이터를 빨리 찾을 수 있어 읽기 속도가 빠르다.

반면 낸드 타입은 데이터 저장 단위인 셀을 직렬로 배열하여 한 번에 하나의 비트만 읽거나 쓸 수 있다. 한 블록 전체를 기록하기 때문에 쓰기 속도가 빠르지만, 직렬로 배열되어 읽기 속도가 느리다.

낸드 타입은 노어 타입과 비교했을 때 쓰기 속도가 빠르고 비용 측면에서 합리적이라는 장점이 있다. 더불어 기술 발달에 따라 낸드 타입의 읽기와 쓰기 속도 격차가 가파르게 좁혀졌다. SSD는 바로 이 낸드 타입 플래시 메모리를 사용한 디지털 방식의 데이터 저장장치다.

SSD는 어떻게 이런 성능을 갖출 수 있었을까? 쉽게 이해하기 위해 SSD의 구조를 면밀히 살펴보자. PC가 CPU, 메모리, 기억장치로 이루어진 것처럼, SSD 역시 CPU처럼 외부에서 들어온 명령어를 해석하고 처리하는 역할을 수행하는 컨트롤러, 데이터 저장을 위한 낸드플래시, 캐시메모리 역할을 하는 D램으로 구성되어 있다.

이때 낸드플래시는 데이터 집적도를 높여 용량을 늘려 주고, 컨트롤러는 인터페이스와 메모리 사이에서 데이터 이동을 제어하며 읽고 쓰는 순서를 정해 성능을 향상시킨다.

다시 말해, 하나의 PC 안에서 또 다른 컴퓨팅 시스템이 동작하여, 메모리를 더욱 빠르고 효율적으로 처리하는 셈이다.

.

Map 3. SSD 초격차, 그 비결은?

이러한 초고속 고용량 SSD가 탄생하기 위해서는 낸드플래시에 수많은 데이터를 촘촘하게 담는 것이 핵심이다. 즉 동일한 공간에서 얼마나 조밀하게 많은 데이터를 저장할 수 있는지가 중요한데, 그 척도를 ‘집적도’라고 한다. 집적도는 용량과 직결되는 문제이기에 V낸드의 집적도를 높이기 위한 반도체 업계의 노력은 꾸준히 진행되었다.

플로팅 게이트(Floating Gate)와 CTF(Charged Trap Flash) 기술은 낸드플래시의 집적도를 높이기 위한 방향으로 활용되어 왔다. 그중 도체에 전하를 저장하는 플로팅 게이트는 2D 낸드플래시에 적용되었는데, 전기 회로가 미세화될수록 셀간 간섭이 심해지는 한계가 있었다. 이런 이유로 3D 낸드플래시에는 도체가 아닌 부도체에 전하를 저장하는 방식인 ‘CTF 기술’을 적용하고 있다.

삼성전자 반도체에서 개발한 ‘V낸드(Vertical Nand)’는 2D(평면) 낸드플래시의 한계에 봉착한 업계를 확장적 세계로 이끈 3D(수직) 낸드플래시 기술이다. V낸드에 대해서는 데이터를 ‘인구’, 데이터 저장소인 셀을 ‘집’으로 생각하면 쉽게 이해할 수 있다.

예를 들어 단독 주택이더라도 근방에 집과 인구가 많지 않다면 이웃과의 충돌이 거의 발생하지 않는다. 하지만 인구 밀도가 늘어나게 되면, 집들 간의 간격이 좁아지고 소음 등의 간섭 현상이 발생하게 된다.

3D V낸드는 이러한 간섭을 극복하고자 개발한 기술이다. 단독 주택을 아파트와 같이 수직으로 쌓아 올림으로써, 더 많은 인구가 상호 간에 간섭을 일으키지 않고 머무를 수 있게 되는 것이다.

여기서 데이터 간섭 현상을 대폭 감소하기 위해 삼성전자 반도체는 수직으로 쌓아 올린 층에 고속 엘리베이터 역할을 하는 통로, ‘채널 홀’을 뚫어 데이터 용량을 확보하면서도 처리 속도를 향상시키는 기술적 발전을 이뤄 냈다.

삼성전자의 V낸드 기술은 2013년 1세대(24단) V낸드를 시작으로 2014년 2세대(32단), 2015년 3세대(48단), 2016년 4세대(64단), 2018년 5세대(9x단), 2019년 6세대(1xx단), 2021년 7세대(176단), 2022년 8세대(200단 이상) 등 끊임없이 성장하며 대용량 초고속 SSD 시대를 여는 발판이 되었다.

.

Map 4. 다양한 분야에서 활용되는 SSD

V낸드 기술이 적용된 SSD는 필요한 상황이나 기능에 따라 다양한 종류로 분류된다.

우선 사용처에 따라 보안 및 외부 충격을 대비한 ‘포터블 SSD’와 작고 가볍고 빠른 성능의 ‘PC&랩탑용 SSD’, 대용량의 데이터와 보안을 요하는 ‘기업용 SSD’로 나뉜다.

최근 삼성전자는 한 뼘 크기에 8TB 용량을 담은 포터블 SSD, ‘T5 EVO’를 출시했다. 이 제품은 외장 HDD 대비 3.8배 빠른 데이터 전송 속도와 최대 460MB/s 연속 읽기∙쓰기 성능을 제공한다. 특히 3.5MB 크기 사진 약 2백만 장 또는 50GB 크기 4K UHD 영화 160 편 이상을 저장할 수 있는 큰 용량은 대용량 파일, 고해상도 동영상, 사진, 게임 등 다양한 라이프 스타일에 맞게 자유자재로 활용 가능하다.

이외에도 풀HD급 4GB(기가바이트) 영화 1 편을 2초 만에 저장할 수 있는 초고속 포터블 SSD(Solid State Drive) ‘T9’을 출시하여 소비자용 SSD 시장을 선도해 나가고 있다.

SSD의 기능 측면에서는, 저장은 물론 연산까지 가능한 ‘Smart SSD’와 연속 쓰기가 많은 응용에 최적화된 ‘ZNS SSD’, 응답 속도가 10배 이상 빠른 ‘Z-SSD’로 나눌 수 있다.

다양한 종류처럼, 자유자재로 활용되는 SSD! SSD는 모바일 기기, 랩톱 컴퓨터&PC, 자율주행 자동차, 데이터 센터 외에도 게임, 영상 편집, 컴퓨터 그래픽 등 빠른 속도와 고용량을 요구하는 상황에서 사용되고 있다.

.

Map 5. 내일을 향한 혁신, 삼성전자 반도체가 여는 메모리의 미래

지난 10월, 삼성전자 반도체는 ‘삼성 메모리 테크 데이 2023’에서 ‘Detachable AutoSSD(탈부착 가능한 차량용 SSD)’를 공개했다. 이 제품은 스토리지 가상화로 하나의 SSD를 분할해 여러 개의 SoC(System on Chip)가 사용할 수 있는데, 최대 6,500MB/s의 연속 읽기 속도와 4TB 용량을 제공한다. 탈부착이 가능한 차량용 폼팩터로 구현돼 성능도 손쉽게 업그레이드할 수 있다.

또한 서버 스토리지에서도 응용처에 따라 용량을 변화시키고, 페타바이트(Petabyte)급으로 확장할 수 있는 SSD를 곧 선보일 예정이다.

2020년 출하 기준 전 세계 서버용 HDD를 삼성전자의 최신 SSD로 바꾸면, 3TWh의 전력을 절감할 수 있다. 이는 21년 기준 서울 송파구 구민이 1년간 사용한 전력 사용량(약 2.85TWh)보다 많은 양이다.

최고 성능의 SSD를 개발하는 것에서 더 나아가, 지속가능한 미래를 위해 노력하고 있는 삼성전자 반도체! SSD 초고용량 경신을 통한 낸드 활로 개척 등 삼성전자가 주도한 스토리지 패러다임의 변화는 지금까지도 계속되고 있다.

우리 생활에 또 다른 가치를 부여하는 차세대 저장장치, SSD에 대해 보다 자세하게 알고 싶다면 인생맛칩 ‘SSD’ 편을 참고하길 바란다.

The post [반도Chat Ep.4] 디지털 여정을 단축시킬 최첨단 네비게이션, ‘SSD’ first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

삼성전자는 4일 차세대 UFS 4.0 규격의 고성능 임베디드 플래시 메모리를 업계 최초로 개발했다고 밝혔습니다.

*UFS : Universal Flash Storage

국제 반도체 표준화 기구 JEDEC®은 미국 현지시간 5월 3일 UFS 4.0 규격을 승인했습니다. UFS 4.0은 데이터 전송 대역폭이 기존 UFS 3.1 대비 2배인 23.2Gbps로 커져 더욱 빠르게 데이터를 저장하고 읽을 수 있습니다.

*JEDEC : Joint Electron Device Engineering Council

UFS 4.0은 고해상도 컨텐츠와 대용량 모바일 게임 등 처리할 데이터가 늘어나는 최신 스마트폰 등 모바일 기기를 비롯해 향후 차량용(Automotive) 반도체, 메타버스(Metaverse) 등을 포함한 기기들에 광범위하게 확산될 것으로 예상됩니다.  

삼성전자는 자체 개발한 UFS 4.0 컨트롤러와 7세대 V낸드를 탑재해 업계 최고 수준의 성능을 구현했습니다.

삼성전자 UFS 4.0 메모리는 연속읽기와 연속쓰기 속도는 이전 세대(UFS 3.1) 대비 각각 2배, 1.6배로 빨라졌습니다. 이 제품의 연속읽기 속도는 4,200MB/s, 연속쓰기 속도는 2,800MB/s입니다.  

에너지 효율도 크게 증가했습니다. 삼성전자 UFS 4.0은 1mA당 6.0MB/s의 연속읽기 성능을 제공해 전력 효율이 기존 UFS 3.1 제품 대비 약 45% 이상 향상됐습니다.

삼성전자 UFS 4.0 메모리가 탑재된 모바일 기기는 같은 배터리 용량으로도 더 많은 데이터를 처리할 수 있습니다.

삼성전자는 사용자의 개인 정보 등 중요한 데이터를 안전하게 보호하기 위해 성능이 1.8배 향상된 Advanced RPMB 기술을 적용했습니다.

*RPMB : Replay Protected Memory Block

삼성전자는 UFS 4.0 메모리를 가로 11mm, 세로 13mm, 높이 1.0mm의 콤팩트한 패키지로 구현해 모바일 기기 디자인 편의성과 공간 활용성을 높였으며, 최대 1TB 용량까지 제공할 계획입니다.

The post 삼성전자, 업계 최초 UFS 4.0 메모리 개발 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

오늘은 서버용, 기업용으로 주로 쓰이던 SSD를 일반 소비자들도 쉽게 이용할 수 있게 된 이야기에 대해 알아보려고 합니다. 소비자들의 일상을 SSD의 신세계로 이끈 것은 무엇이었을까요?

삼성전자의 새로운 도전, 소비자용 SSD의 대중화

삼성전자는 2006년 세계 최초로 SSD를 상용화한 이후 빠른 데이터 접근 속도와 낮은 소비전력을 기반으로 기업용 서버 시장에서 SSD 채용을 확대해 나갔습니다. 또한 프리미엄 노트북 시장 형성과 함께 노트북에도 SSD를 탑재하는 비중이 크게 늘었습니다.

삼성전자는 이에 머무르지 않고 SSD의 대중화를 꿈꾸며 소비자용 SSD에 출사표를 던졌습니다. 2010년 소비자용 SATA SSD ‘470 시리즈’를 출시했고, 이듬해 출시된 ‘830 시리즈’는 출시 2개월 만에 판매량 1만대를 돌파하면서 삼성의 선택이 옳았다는 것을 다시 한 번 증명했습니다.

2011년 삼성전자는 HDD 사업을 미국의 시게이트에 매각하고 SSD 사업에 더욱 집중했습니다. 소비자의 니즈를 반영해 선택의 폭을 넓힐 수 있는 다양한 SSD 라인업 구축에 역량을 모으기 위한 선택이었습니다.

업계를 이끄는 낸드 기술로 테라급 SSD 시대를 열다.

고성능, 고용량 SSD를 일반 소비자들이 합리적인 가격으로 만나 볼 수 있게 만든 일등공신은 2013년 삼성전자가 세계 최초로 양산에 성공한 3차원 수직 구조 낸드(3D Vertical NAND, 3D V-NAND)입니다.

삼성전자의 3차원 V낸드의 개념은 데이터가 저장되는 메모리 셀을 ‘집’, 데이터를 ‘인구’로 비유하면 보다 쉽게 이해할 수 있습니다. 과거엔 면적이 넓은 땅에 집과 인구가 많지 않아 이웃들과의 충돌이 거의 없었다면, 점점 더 많은 인구를 수용하기 위해 집을 더 짓게 됨에 따라 집들간의 간격이 좁아졌습니다. 그에 따라 소음 등의 간섭 현상이 발생하게 되었습니다.

삼성전자는 이러한 문제를 극복하기 위해 단층 집(평면 구조, 2D)들을 고층 빌딩(입체 구조, 3D) 처럼 위로 쌓았고, 이것이 바로 업계 최초의 3차원 수직 구조 낸드플래시로 탄생하게 되었습니다. 삼성전자의 V낸드 기술은 2013년 1세대(24단) V낸드를 시작으로 2014년 2세대(32단), 2015년 3세대(48단), 2016년 4세대(64단), 2018년 5세대(9x단), 2019년 6세대(1xx단) 등 끊임없이 성장하며 테라급 SSD 시대를 여는 발판이 되었습니다.

삼성전자는 멀티 비트(Multi bit) 낸드와 업계 유일의 V낸드를 SSD에 적용함에 따라 소비자용 SSD 시장 성장의 걸림돌로 작용했던 용량과 가격 문제를 동시해 해결했습니다. 세계 최고의 낸드 기술력을 바탕으로 2012년 10월 세계 최초 3비트 MLC SSD 840 시리즈와 2014년 7월 세계 최초 3D V낸드 탑재 SSD 850 PRO 등을 SSD 시장에 도입한 것입니다.

일반 소비자들은 기존 HDD를 삼성 SSD로 업그레이드 함으로써 윈도우 부팅, 파일 전송, 어플리케이션 실행 등 일반적인 컴퓨팅부터 게이밍, 고화질 영상 편집 등의 고사양 작업을 더욱 편리하고 여유로운 컴퓨팅 환경 속에서 즐길 수 있게 됐습니다.

노트북 사용이 보편화되면서 개인이 생성, 관리하는 데이터의 양도 많아지고, 자연스럽게 저장장치의 속도와 휴대성에 대한 요구도 생겼습니다. 삼성전자는 이러한 트렌드를 프리미엄 포터블 SSD로 응답했습니다. 무겁고 느린 기존 외장형 HDD를 대체해 빠르고 가벼우면서 높은 데이터 안정성까지 갖춘 고성능 외장 스토리지가 탄생한 것입니다.

삼성전자가 2015년 1월 첫 선을 보인 ‘T1’은 3D V낸드가 적용된 새로운 프리미엄 포터블 SSD입니다. 명함보다 작은 크기에 무게도 30g에 불과해 휴대성까지 갖췄습니다. 이후 삼성전자의 프리미엄 포터블 SSD는 2016년 2월 ‘T3’, 2017년 8월 ‘T5’로 진화했습니다. 2018년도에는 NVMe와 썬더볼트(Thunderbolt 3) 인터페이스로 역대 최고 성능을 구현한 SSD X시리즈를 출시해 외장 스토리지 성능의 신세계를 열었습니다.

-NVMe(Non-Volatile Memory Express): PCIe 인터페이스 기반 프로토콜로 스토리지 성능을 극대화하기 위해 PCIe SSD 전용으로 개발된 호스트 컨트롤러 인터페이스 -Thunderbolt 3 : 인텔의 USB-C커넥터를 사용하는 단일 케이블 솔루션으로 데이터 전송속도가 최대 40Gbps까지 가능

가장 최근에는 높은 성능에 보안성까지 강화한 포터블 SSD ‘T7 Touch’를 출시했습니다. 이 제품은 5세대 512Gb V낸드와 초고속 NVMe 컨트롤러를 탑재해 속도를 높였으며, 플래그십 스마트폰 급의 지문인식 보안 기능을 탑재했습니다.

PCIe 기반의 NVMe 인터페이스로 성능을 업그레이드하다.

SSD가 시장에 등장했을 때 소비자들은 제품을 선택할 때 ‘가격’을 중요한 요소로 고려했습니다. 이후 SSD의 가치를 인정한 소비자들은 ‘용량과 성능’을 고려하기 시작했는데요. 이에 맞춰 삼성전자는 PCIe 기반의 NVMe 인터페이스로 속도의 한계를 다시 한번 극복했습니다.

데이터를 주고 받는 인터페이스 방식 중 가장 많이 사용되는 ‘SATA’의 대역폭을 1차선 도로라고 가정한다면, ‘PCle’는 보다 넒은 6차선 도로라고 할 수 있습니다. 도로 차선에 따라 통행할 수 있는 차량 수와 속도에서 차이가 날 수 밖에 없는 것처럼, PCle 기반의 NVMe 인터페이스는 넓은 대역폭과 빠른 응답속도로 SATA 인터페이스의 초당 데이터 전송 속도를 한층 높인 스토리지 기술입니다.

삼성전자는 누구보다 빨리 SSD에 PCIe 기반의 NVMe 인터페이스를 적용했습니다. 2013년 업계 최초 엔터프라이즈용 2.5인치 NVMe SSD 개발을 시작으로 2015년에는 NVMe 인터페이스를 소비자용 SSD 시장에 도입했는데요. 소비자용 NVMe SSD 950 PRO를 시작으로 2016년 960 시리즈, 2018년 970 시리즈와 포터블 SSD X5까지 소비자용 SSD 선두 기업으로서의 저력을 확고히 했습니다.

삼성전자는 독자적인 기술력과 빠른 판단으로 서버, 기업용 스토리지 뿐 아니라 일반 소비자용까지 고성능 SSD의 신세계를 열었는데요. 플래시메모리 No.1 기업으로 소비자용 SSD 시장에서도 선두를 차지한 삼성전자. 다음 편에서는 플래시메모리의 어떤 발자취를 확인 할 수 있을지 많은 기대 부탁 드립니다.

관련 콘텐츠 보러가기

[플래시메모리, 어디까지 알고 있니] 플래시메모리 No.1 역사의 시작

[플래시메모리, 어디까지 알고 있니 – 2탄] 저장매체 패러다임의 변화, 삼성전자의 이유있는 No.1 SSD

The post [플래시메모리, 어디까지 알고 있니 – 3탄] 삼성전자, 소비자용 SSD 시대를 견고히 하다 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

오늘은 플래시메모리의 대표주자 삼성전자가 SSD(Solid State Drive)로 세계를 놀라게 했던 사건에 대해 알아보려고 합니다. 삼성전자는 2006년 세계 최초로 SSD를 상용화하며 오랫동안 HDD(Hard Disk Drive)가 주력이던 PC 저장장치에 새로운 시대를 열었습니다. 세계 최고의 낸드플래시 기술을 바탕으로 패러다임의 변화를 이끌었던 삼성전자의 비결은 무엇일까요?

HDD에서 SSD로! 삼성전자가 주도한 저장매체 패러다임의 변화

저장매체는 종이부터 마그네틱 테이프, HDD를 거쳐 SSD로 발전했습니다. SSD는 HDD에서 사용되는 자기 디스크와 모터의 기계 방식 대신 대신 낸드플래시를 사용한 디지털 방식의 데이터 저장장치입니다. HDD가 디스크를 읽는 방식이 LP판이라면, SSD는 디지털 방식의 MP3로 비유할 수 있는데요. 그렇다면 HDD에서 SSD로 저장매체의 변화는 어떤 의미가 있을까요?

HDD는 자성을 띤 박막인 플래터(platter) 표면의 자기 배열을 변경하며 데이터를 읽고 씁니다. 플래터를 회전시키며 데이터를 찾기 때문에, 속도가 일정 수준 이상 빨라지면 소음이나 전력 소모가 커지는 등 물리적인 한계를 가집니다. 컴퓨터 중앙처리장치 CPU와 주기억장치인 램이 빨라도 HDD가 받쳐주지 않으면 컴퓨터의 속도가 느려질 수 밖에 없는데요.

이 문제를 해결한 것이 바로 SSD입니다. SSD는 데이터를 반도체에 저장하고 디지털 방식으로 구동하기 때문에 데이터 처리 속도를 획기적으로 향상시킬 수 있었습니다. HDD에 필수적인 모터와 같은 기계적인 구동 장치가 필요 없어 작동 시 열과 소음도 발생하지 않고 안정적입니다.

하지만, 이렇게 패러다임이 바뀌는 데는 많은 연구와 노력이 필요했습니다. 1970년대 지금과 비슷한 형태의 초기 SSD 기술이 등장했지만 높은 가격과 큰 부피로 일반 대중에 상용화하기에는 한계가 있었습니다.

삼성전자는 저장매체 패러다임이 SSD로 바뀔 것이라는 확신 아래 본격적인 개발에 나섭니다. 그리고 2006년, 세계 최초로 32GB SSD를 탑재한 노트PC(센스Q30+)와 울트라모바일PC(센스Q1)를 출시했습니다. 하드디스크가 없는 디지털 PC의 신시장을 개척하게 되었던 순간이었습니다.

당시만해도 디지털카메라, MP3플레이어, USB드라이브 등에 사용했던 플래시메모리는 비용 등의 문제로 일반 PC에 적용한다는 생각을 못했는데요. 삼성전자는 낸드플래시 기술 리더십을 바탕으로 가격 경쟁력을 높여 나갔고, HDD를 사용했던 30GB/20GB 제품에 비해 용량은 뒤지지 않으면서 기존 제품의 5분의 1 수준인 부팅 속도를 가진 SSD를 소비자용 노트PC에 적용할 수 있었습니다.

SSD 기술 내재화와 혁신으로 세계 SSD 시장을 이끌다!

SSD는 낸드플래시, D램, 컨트롤러의 하드웨어와 이를 구동하는 펌웨어(Firmware)로 구성되어 있습니다. 낸드플래시가 책을 보관하는 ‘서재’라면, 컨트롤러는 책을 정리하는 ‘사서’ 역할을 합니다. 다시 말해, 낸드플래시는 데이터 집적도를 높여 SSD의 용량을 높여주고, 컨트롤러는 인터페이스와 메모리 사이에 데이터를 이동을 제어하며 읽고 쓰고는 순서를 정해 SSD 성능을 높여주는 것입니다.

삼성전자는 끝없는 혁신으로 낸드플래시, 컨트롤러, 펌웨어 등 SSD를 구현하는 핵심 구성품의 기술을 내재화했습니다. 삼성전자가 2006년부터 세계 SSD 시장 점유율 1위를 수성하며 SSD를 대표하는 회사로서 글로벌 시장을 주도할 수 있었던 첫 번째 비결이 여기 있는데요. 삼성전자는 낸드플래시 분야에서 독보적인 기술력과 세계 최대 생산량 및 시장 점유율을 자랑하는 것은 물론, 성능과 신뢰성을 결정하는 컨트롤러와 펌웨어 또한 업계 최고 기술력을 갖춘 것으로 평가 받고 있습니다.

삼성전자가 SSD를 최초로 상용화한 데는 낸드플래시 혁신이 중요한 역할을 했습니다. 2006년 당시 플로팅 게이트(Floating Gate) 기술의 한계를 극복한 CTF(Charge Trap Flash) 낸드 기술 개발이 크게 기여했습니다. 이 기술을 기반으로 세계 최초로 40나노 32Gb 낸드플래시 메모리를 SSD에 적용하며 상용화할 수 있었습니다.

삼성전자는 일찍이 낸드플래시가 열어갈 새로운 세상에 주목하고, 기가바이트(Gigabyte) 시대를 넘어 2010년 이후엔 테라바이트(Terabyte)를 겨냥한 초고용량 반도체 기술이 가능해질 것으로 예측했습니다.

그리고 이 예측은 현실이 됩니다. 삼성전자가 2010년 소비자용 SSD 사업을 본격적으로 시작하며 2011년 20나노급 고속 낸드플래시와 전용 컨트롤러를 탑재한 SSD 830 시리즈를 출시하고, 2012년에는 3비트 MLC(TLC, Triple Level Cell) 낸드플래시를 채용한 SSD 840 시리즈를 출시했습니다 이 제품은 고성능•고신뢰성으로 동작하는 SSD 제품은 3비트 MLC 낸드플래시 채용이 어렵다는 그동안의 인식을 단번에 뒤집어 놓았습니다.

삼성전자는 2013년 3D V낸드 플래시메모리를 양산하며 또 한번 미세화 기술의 한계를 넘어섰습니다. 당시 세계는 최초로 3차원 집적 기술을 상용화한 삼성의 기술력에 놀라워했는데요. 이 기술을 기반으로 고용량 SSD 시장 확대에 나선 삼성전자는 2014년 3D V낸드를 탑재한 SSD 850 시리즈를 출시하며 소비자용 시장도 V낸드 기반 제품으로 본격 전환했습니다.

기업 데이터센터용으로는 2013년 1TB SSD를 양산한 데 이어, 2016년에는 15.36TB SSD, 2018년에는 기업 데이터센터용 ‘30.72TB SSD’를 출시합니다. 2006년 32GB의 SSD를 처음 선보인 이후 12년 만에 저장용량을 1,000배나 끌어올리며 초고용량 반도체 시대를 열게 된 것입니다.

삼성전자는 지금도 플래시메모리 기술과 SSD 시장에서 끊임없이 최초에 최초를 거듭하는 혁신을 이어가고 있는데요. 삼성전자 플래시메모리 세 번째 시리즈에서는 일반 소비자들에게 익숙한 소비자용 포터블 SSD부터, 최근 중요하게 떠오르는 초고용량 데이터센터용 SSD에 대해 알아볼 예정입니다. 초격차 기술로 앞서나가는 삼성전자의 SSD 발전사를 기대해주세요.

관련 콘텐츠 보러가기

[플래시메모리, 어디까지 알고 있니] 플래시메모리 No.1 역사의 시작

[플래시메모리, 어디까지 알고 있니 – 3탄] 삼성전자, 소비자용 SSD 시대를 견고히 하다

The post [플래시메모리, 어디까지 알고 있니 – 2탄] 저장매체 패러다임의 변화, 삼성전자의 이유있는 No.1 SSD first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

삼성전자는 지난 2002년 플래시 메모리 분야에서 세계 시장 1위에 오른 뒤, 최고 수준의 성능과 품질을 갖춘 제품과 솔루션으로 현재까지 18년간 ‘Flash Memory No.1’ 리더십을 수성하고 있습니다. 2002년 1Gb(기가 비트) 낸드 플래시를 세계 최초로 양산 하며 드디어 플래시 메모리 세계 시장 점유율 1위에 올랐으며, 2013년 세계 최초로 3차원 V-낸드 플래시를 양산하며 다시 한번 새로운 역사를 썼습니다.

한계를 기회로! 미세화 한계를 넘어 세계 최초 3차원 메모리 반도체 시대 오픈

앞선 기술력으로 1990년대 D램 메모리 시장 지배력을 강화해 온 삼성전자는 2000년대에 들어 플래시 메모리 분야에서도 성과를 내기 시작했는데요. 1999년 1Gb 낸드 플래시 개발에 이어, 2002년 2Gb, 2003년 4Gb, 2004년 8Gb, 2005년 16Gb, 2006년 32Gb, 2007년에는 64Gb를 개발하며 용량을 확장해 나갔습니다.

그와 동시에 미세공정 리더십도 강화해 나갔는데요. 2002년에는 90나노, 2003년 70나노, 2005년 50나노, 2006년 40나노 공정 개발에 성공했고, 2007년에는 당시 기술의 한계로 여겼던 30나노 미세공정 개발에 성공했습니다.

한편, 2006년에는 당시 널리 쓰이던 플로팅 게이트(Floating Gate) 기술의 한계를 극복한 혁신적인 기술인 CTF(Charge Trap Flash) 낸드 기술을 개발해 세계 최초로 40나노 32Gb 낸드 플래시 메모리를 상용화하기도 했습니다.

하지만 미세화와 대용량화가 계속되며 이 CTF 낸드 기술도 기술 한계에 봉착하게 되는데요. 10나노급 공정을 도입한 128Gb 낸드 플래시가 개발된 이래, 데이터를 저장하는 셀이 점점 더 작아지고 이웃한 셀간 간격이 좁아지며 전자가 누설되는 간섭현상이 심화된 것입니다.

이를 극복하기 위해 삼성전자는 2013년 8월 3차원 수직 구조 낸드(3D Vertical NAND, 3D V-NAND) 플래시 메모리를 양산하며 반도체 미세화 기술의 한계를 넘어섰습니다. 이는 세계 최초로 3차원 집적 기술을 상용화함으로써 기존 평면 반도체에서 3차원 입체 메모리 반도체 시대가 개막했음을 알린 것으로 당시 전세계가 놀랐던 뉴스였습니다.

삼성전자의 독자 기술 ‘3차원 원통형 CTF(3D Charge Trap Flash) 셀구조’와 ‘3차원 수직적층 공정기술’이 동시 적용된 V-낸드는 기존 평면 낸드에 비해 빠른 속도와 적은 소비 전력, 셀의 내구성 등 3박자를 높였고 컨트롤 게이트에 저장하는 전하를 더욱 빠르고 안정적으로 관리할 수 있게 되었습니다. 평면에 미세하게 회로를 새기면서 수평으로 셀을 배열해 만든 평면 플래시와는 달리 단층으로 배열된 셀을 3차원 수직으로 적층하는 방식인데요. 셀 구조와 공정 혁신을 통해 메모리 집적도의 한계를 돌파한 삼성전자 낸드 플래시 메모리 기술의 결정체라고 할 수 있습니다. 이후 테라 시대를 주도할 대용량 낸드플래시 양산 기술을 확보하게 되었다는 점에 있어서도 큰 의미가 있습니다.

뛰어난 기술로 세계 플래시 메모리 시장의 발전을 이끌고 있는 삼성전자! 그 시작이 궁금한데요. 삼성전자의 플래시 메모리의 시작은 어땠을까요?

명실상부한 플래시 메모리 세계 시장 No.1이 되기까지

1984년 7월, 삼성전자는 플래시 메모리의 원조격인 16Kb EEP롬 개발에 성공합니다. 하지만 비싼 가격과 대용량 제품 개발의 한계로 좀 더 사업성이 있는 Mask롬에 주목하게 되죠. Mask롬은 OA기기의 문자 저장이나 전자사전, 당시 인기있던 ‘겜보이’나 ‘다마고치’에 적용되는 칩이었지만 일부 일본기업 외에는 생산하는 곳이 없어 공급이 늘 부족한 상태였습니다.

삼성전자는 노력 끝에 1989년 Mask롬 자체개발에 성공했고, 매출 4억 달러 규모까지 성장했지만 이내 한계에 부딪치게 됩니다. 특정 시장에 국한되어 적용처가 넓지 않았던 겁니다. 이렇게 한 때 존폐의 위기까지 갔던 플래시 메모리 사업이 힘들었던 시기를 지나 이후 승승장구 할 수 있었던 원동력은 하나였습니다. 플래시 메모리 시대가 올 것이라고 믿었던 경영진과 끊임없이 노력하고 연구한 기획팀 직원들 덕분이었죠.

긴 시간이 흐른 뒤, 무더웠던 2001년 8월의 어느 날 이었습니다. 도쿄의 음식점 ‘자쿠로’에 모인 삼성전자 경영진들은 당시 플래시 메모리 선두를 달리던 타사의 합작 개발 제안을 받아들일 것인지, 독자개발을 선택할 것인지를 고민하고 있었습니다.

이미 플래시 메모리가 미래 시장을 좌우할 것이라 전망하고 차근차근 준비해 왔던 삼성전자는 고심의 고심을 거듭한 끝에 연합 대신 독자적인 길을 가겠다고 결정합니다. 이른바 ‘자쿠로 회동’이라 불리는 이날의 모임에서 삼성전자는 새로운 수종사업으로 떠오르게 될 플래시 메모리 사업의 방향을 결정했고, 이 날의 회동은 ‘D램 신화’에 이은 ‘플래시 메모리 신화’의 시작이 되었습니다.

하지만 성공을 위한 길은 순탄치 않았습니다. 당장 내다 팔 시장이 없었던 것이죠. 심지어 낸드 플래시 시장이 35%나 축소될 것이라는 전망까지 나와 살아남기 위한 대응책이 시급한 상황이었습니다.

삼성전자는 좌절하지 않고 서로를 격려하며 시장조사를 다시 진행했습니다. 그리고 1억 개 이상의 PC 시장을 목표로 잡고 기존에 표준화된 시장에 약간의 변형을 주어 새로운 시장을 만들자고 결정했죠. 바로 휴대용 플래시 메모리의 대중화였습니다. 이후 손가락 마디만한 USB 메모리가 인기를 끌었고, 2002년 삼성전자가 위기를 딛고 플래시메모리 시장 1위에 오르는 데 큰 역할을 했습니다.

하지만 또다시 2005년 낸드 플래시 시장의 공급 과잉이 예상되자 ‘시장이 없으면, 시장을 만들자’는 공격적인 마케팅으로 새로운 시장을 발굴해 나갔습니다. 삼성전자는 고객사를 설득해 플래시 메모리의 우수함을 설득했고, 당시 테이프나 디스크 위주의 음악 플레이어 시장에 플래시 메모리가 사용되기 시작했습니다. 이후 MP3 플레이어 시장에서 소위 말하는 대박을 터뜨린 삼성전자는 플래시 메모리 시장의 선두주자로 다시 한 번 자리매김 할 수 있었습니다.

이후 삼성전자는 하드디스크를 대체하는 SSD 시장을 창출하는 등 굳건하게 ‘Flash Memory No.1’의 자리를 지키고 있는데요. 삼성반도체이야기에서는 시리즈를 통해 플래시 메모리의 다양한 이야기들을 샅샅이 살펴보려고 합니다. 다음 시간에는 우리의 생활에 또다른 가치를 부여한 ‘SSD’에 대해 소개하겠습니다.

관련 콘텐츠 보러가기

[플래시메모리, 어디까지 알고 있니 – 2탄] 저장매체 패러다임의 변화, 삼성전자의 이유있는 No.1 SSD

The post [플래시메모리, 어디까지 알고 있니] 플래시메모리 No.1 역사의 시작 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

[반도체 브이로그, EP 18] 삼성반도체에서 뭐하나? 제품기술(플래시 메모리) 엔지니어편

대한민국 반도체의 미래를 위해 열일 중인 삼성전자 DS부문! 이들의 하루를 통해 반도체 회사의 업무를 간접 경험해보는 ‘반도체 브이로그’가 열여덟 번째 에피소드로 돌아왔습니다. 이번에는 메모리사업부 Flash PE팀에서 제품기술 엔지니어로 근무하고 있는 ‘이나리’ 님과 함께했는데요. 이 곳에서는 어떤 일들이 진행되고 있는지 이나리 님의 하루를 통해 살펴보도록 하겠습니다.

Flash_PE팀 #업무_시작합니다

출근 후 자리에 앉자마자 같은 Flash PE팀 동료와 간략한 업무 이야기를 나누며 하루를 시작하는 이나리 님. PE는 Product Engineer의 약자인데요. 고객이 요구하는 성능과 품질 수준을 만족시키기 위해 제품 특성을 재설계하고 통계적∙전기적인 분석방법을 이용해 불량을 선별하거나 미리 예측하는 알고리즘을 연구 개발하는 직무입니다.

Flash PE팀은 제품 개발, 코어 특성 개발, 소프트 웨어 개발, 테스트 메커니즘 개발, 검증기술 개발, 빅데이터 담당 등의 세부 직무로 다시 나뉘는데요. 이 중 이나리 님은 패키지에서 발생하는 불량을 분석하고, 이를 통해 제품 개발에 필요한 수율 확보와 품질을 강화하는 업무에 기여하고 있습니다.

후배가말하는 #우리부서장점 #깜짝Short터뷰

회의실로 이동해 솔루션 PE팀과 전화 회의를 하는 등 정신 없이 오전 업무를 마친 이나리 님. 잠깐의 여유 시간을 활용해 같은 팀 3년차 후배와 이야기를 나눠봤는데요. 부서 평균 연령이 비교적 낮은 편이라 다른 곳에 비해 수평적인 조직문화가 정착되어 있고, 원활한 소통이 가능한 것 같다는 메모리사업부의 장점을 들을 수 있었습니다.

이어 코어 특성 개발 업무를 담당하고 있는 선배와 낸드 패키지 분석 업무를 맡고 있는 동기를 만나 짧은 인터뷰를 나눠보기도 했는데요. 자세한 이야기는 영상을 통해 확인하세요!

세상중요한점심시간 #모두_모여라

드디어 점심시간입니다. 이나리 님은 동료들과 식사 후 어디로 가는 걸까요? 바로 Flash PE팀의 휴게실이었습니다. 사이 좋게 다트를 던지며 스트레스를 풀고 있는 임직원들의 모습이 정말 행복해 보이는데요. 휴게실에는 임직원들을 위해 간단한 오락기기도 구비되어 있어 동료와 잠시 게임도 즐길 수 있습니다.

사무실 내에서는 세상 심각한 모습으로 자리배치를 의논하는 팀원들의 모습도 보이는데요. 사뭇 진지하면서도 유쾌한 모습에 웃음이 절로 납니다.

일을획득하였습니다 #오늘도열일중

그리고 다시 시작된 오후 업무. 이나리 님은 6세대 낸드 플래시 개발 업무를 맡고 있는데요. 개발품질 부서에서 평가 중에 불량을 발견했다는 소식을 듣고 서둘러 패키지 분석실로 향했습니다.

패키지 분석실에서 받아온 시료는 개발평가라인에서 장비를 통해 평가 및 분석에 들어가는데요. 꼼꼼한 모니터링을 통해 불량이 어디서 어떻게 발생한 것인지 그 원인을 찾는 것 또한 이나리 님의 주요 업무 중 하나입니다.

메모리혁신우수사례_공유회 #Flash_PE #P.E.R.F.E.C.T

이 날은 팀마다 우수한 전략을 발표하고 공유하는 ‘메모리 혁신 우수사례 공유회’도 진행되었는데요. 마침 이나리 님이 속한 Flash PE팀이 발표한 내용에 대해 특별상을 수상해 팀장님과 특별 인터뷰를 진행하게 되었습니다.

Flash PE팀의 이진엽 팀장님은 팀원들이 다같이 모여 좋은 결과물을 이끌어 낸 것에 대해 기쁘다는 소감을 전했는데요. PE팀을 한마디로 표현하면 ‘PERFECT’ 라며 팀에 대한 자부심과 애정을 포현했습니다.

제품기술 엔지니어로 근무하고 있는 이나리 님의 알찬 하루는 이렇게 마무리되었습니다. 다들 재미있게 보셨나요? 세계 최고 기술을 다루고 있는 삼성전자 DS부문 제품기술 엔지니어의 더 자세한 이야기가 궁금하다면 이번 영상을 놓치지 마세요!

The post [반도체 브이로그, EP 18] 삼성반도체에서 뭐하나? 제품기술(플래시 메모리) 엔지니어편 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

‘플래시 메모리’의 진화

전원이 꺼지면 기억된 정보를 모두 잃어버리는 D램, S램과 달리 플래시 메모리는 전원이 꺼져도 데이터를 보존하는 비휘발성 메모리입니다.

플래시 메모리의 용량이 크게 증가한 이래, △다양한 모바일기기에 사용되는 SD카드와 마이크로SD카드 △고속 컨트롤러와 낸드플래시를 통합한 패키지로서 모바일기기의 내장 메모리 eMMC(embedded Multi-Media Card) △eMMC 대비 3배 이상의 속도로 데이터를 저장할 수 있는 eUFS(embedded Universal Flash Storage) △HDD를 빠르게 대체하고 있는 차세대 대용량 보조기억장치 SSD(Solid State Drive)에 이르기까지 우리 생활의 모든 곳에서 사용되고 있는데요. 삼성전자는 2002년부터 플래시 메모리 시장을 주도하고 있습니다.

차세대 고속 플래시 메모리, UFS (Universal Flash Storage)

UFS는 국제 반도체 표준화 기구 ‘제덱(JEDEC)’의 최신 내장 메모리 규격인 ‘UFS 2.1’ 인터페이스를 적용한 차세대 초고속 플래시 메모리입니다..

스마트폰, 태블릿PC와 같은 모바일기기는 기존 eMMC(embedded Multi Media Card)라는 내장 메모리를 사용하여 정보를 저장해왔습니다. 삼성전자는 2015년 1월 세계 최초로 128GB eUFS를 양산하며 ‘UFS(Universal Flash Storage)’ 시장을 창출했고, 2017년 12월 512GB eUFS를 양산하기까지 사용자들에게 더욱 빠른 모바일 경험을 선도적으로 선사하고 있습니다.

eMMC 병렬 인터페이스는 한 번에 한 방향으로만 데이터를 전송할 수 있어 동시에 읽고 쓰는 것이 불가능했지만, UFS는 읽고 쓰는 별도의 전용 경로가 있는 LVDS(Low-Voltage Differential Signaling) 직렬 인터페이스가 있어 동시에 읽고 쓰는 쌍방향 소통이 가능합니다. 또한 UFS는 SSD에서 사용되는 속도 가속 기능인 ‘커맨드 큐(Command Queue)’를 적용해 기존 고성능 내장 메모리(eMMC 5.0)보다 3배 빠른 임의 읽기 속도로 동작하면서도 소비전력은 절반 수준으로 낮췄습니다.

삼성전자, 혁신적인 기술로 UFS 시장을 창출하다

삼성전자는 메모리 반도체 기술 분야에서 20년 넘게 선두주자로 자리매김하면서 UFS시장을 활짝 열었습니다.

2015년 1월 초고속 UFS 메모리 시대를 연 ‘128GB UFS’는 기존 외장 메모리카드보다 임의쓰기 속도가 28배나 빠른 14,000 IOPS를 구현했습니다. 사용자들이 모바일기기에서 UHD 콘텐츠를 보며 다른 작업을 동시에 하더라도 버퍼링 현상 없이 이용할 수 있도록 제공한 것인데요. 삼성전자는 이를 통해 글로벌 소비자에게 더욱 스마트한 모바일 라이브를 선사하는데 기여하게 됐습니다.

삼성전자는 ‘128GB eUFS’ 출시 후 1년이 지난 2016년 2월에는 업계 유일의 ‘256GB eUFS’를 양산하며 메모리 스토리지 시장 성장의 패러다임을 용량 중심에서 성능 중심으로 한 단계 레벨업 했는데요.

시스템 속도에 가장 큰 영향을 미치는 것은 임의 읽기/쓰기 속도인데요. 256GB eUFS는 기존 128GB eUFS 제품(19,000/14,000 IOPS) 대비 2배 이상 빠른 45,000/40,000 IOPS의 임의 읽기/쓰기 속도를 달성해 스마트폰의 성능을 크게 향상시켰습니다.

삼성전자는 eUFS 라인업을 차량용 메모리까지 확대하며 프리미엄 메모리 시장확대에 나섰습니다.

삼성전자의 자동차용 ‘128GB eUFS’는 고사양 자동차의 차세대 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems, 첨단 운전자 지원 시스템) 및 인포테인먼트, 대시보드 시스템에 최적화된 메모리로 스마트기기와 연결되어 다양한 멀티미디어 기능을 수행합니다.

이 제품은 ‘JEDEC UFS 2.1’ 규격을 만족시켰을 뿐만 아니라, 2018년 1분기 표준 예정인 차세대 차별화/고성능 메모리 규격 ‘JEDEC UFS 3.0’에서 요구되는 ‘데이터 리프레쉬’ 기능과 ‘온도감지’ 기능까지 함께 구현해 자동차용 반도체의 가장 중요한 요소인 신뢰성과 안정성을 극대화 했습니다.

삼성전자는 ‘256GB eUFS’가 출시된 지 21개월 만인 2017년 12월, 용량을 2배로 늘린 ‘512GB eUFS’를 양산했는데요. 이는 삼성전자의 최첨단 64단 512Gb V낸드가 적용된 제품으로 용량은 2배 늘었지만 패키지 크기와 성능은 유지, 소비전력 증가를 최소화했습니다.

‘512GB eUFS’를 사용하면, 10분짜리 4K UHD(3840×2160) 동영상을 130편 연속 녹화할 수 있으며, 스마트폰에 저장된 5GB 풀 HD 영상을 기존 마이크로SD카드보다 8배 이상 빠른 6초대에 SSD로 전송할 수 있습니다. 그렇다면 최고의 성능과 용량을 자랑하는 ‘512GB eUFS’는 어떻게 만들어졌을까요?

모바일기기 사용자의 편의성을 향상시키다, ‘512GB eUFS’

2015년 1월 스마트폰용 ‘128GB eUFS’ 양산으로 UFS 시장을 창출한 삼성전자는 2016년 2월 ‘256GB eUFS’에 이어 2017년 12월 업계 유일하게 ‘512GB eUFS’ 라인업을 출시했습니다. 256GB UFS보다 용량은 2배 더 많아졌지만 손톱만 한 패키지*의 크기를 그대로 유지했습니다.
*256GB size = 11.5 X 13 X 1.2mm / 512GB size = 11.5 X 13 X 1.0mm

이는 64단 512Gb V낸드 칩을 8단으로 적층해 512GB의 용량을 구현*하고, 낸드 칩 하부에 컨트롤러를 배치하는 ‘고인돌(Dolmen) 구조’를 통해 작은 패키지 안에 대용량을 구현했는데요. 우리 선조들의 지혜가 담긴 고인돌이 매일 사용하는 모바일기기의 메모리에 적용되어 안정적인 칩 구조와 세계 최대 용량을 구현한다는 사실이 신기하죠?
*1Byte(대문자 B) = 8bit(소문자 b)로, 512Gb×8 = 512GB를 구현

또한 64단 512Gb V낸드는 256Gb V낸드 대비 주변 회로는 그대로 유지하면서 셀은 두 배 더 증가했는데요. 동일한 회로에 셀용량이 커지게 되면 속도가 저하되고, 소비전력이 증가하기 마련이지만, 삼성전자는 ‘초고속 맵핑기술’과 ‘초절전 기술’을 구현해 최고 수준의 성능을 유지하고, 소비전력의 증가를 최소화했습니다.

삼성전자는 주 양산 제품인 64단 512Gb V낸드의 양산 비중을 빠르게 늘릴 예정인데요. 이에 따라 모바일 메모리, SSD 시장의 수요 증가에 적극적으로 대응할 예정입니다. ‘고성능•고용량’ 기술에 한 발 앞서기 위해 지속 노력할 삼성전자의 눈부신 활약을 기대해주세요!

The post 메모리카드 시장의 패러다임을 바꾸다! 삼성전자 ‘UFS’의 모든 것 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

전원이 끊겨도 데이터를 보존하는 특성을 가진 반도체.

전원이 꺼지면 기억된 정보를 모두 잃어버리는 메모리 반도체인 D램, S램과 달리 플래시 메모리는 데이터를 보존하는 비휘발성 메모리의 일종이다.

플래시 메모리는 전기적인 방법으로 정보를 자유롭게 입출력할 수 있으며, 전력소모가 적고 고속프로그래밍이 가능하다. 일반적으로 D램은 트랜지스터 1개와 커패시터 1개로 셀이 구성되지만, 플래시 메모리는 트랜지스터 1개로 하나의 셀을 구성한다.

전원이 꺼지더라도 저장된 데이터를 보존하는 롬(ROM)의 장점과 정보의 입출력이 자유로운 램(RAM)의 장점을 동시에 지닌 특성 때문에 디지털 카메라, MP3, 휴대전화, USB 드라이브 등 휴대형 기기에서 대용량 정보 저장 용도로 사용된다.

플래시 메모리는 반도체 칩 내부의 전자회로 형태에 따라 NAND(데이터 저장)형과 NOR(코드 저장)형으로 구분된다. 낸드플래시는 용량을 늘리기에 쉽고, 노어 플래시는 읽기 속도가 빠른 장점을 가지고 있다.

The post [반도체 용어 사전] 플래시 메모리 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.