특히 이번 ‘광복 70년 과학기술 대표성과 70선’에는 ‘낸드플래시 메모리’와 ‘DRAM 메모리 반도체’가 당당히 선정되어 한국 과학기술 역사의 한 부분을 장식했습니다.

■ 국가 연구개발 대표성과 70선 (1) 1980년대, DRAM 메모리 반도체

지금은 메모리 반도체 분야에서 세계 1등으로 우뚝 선 우리나라지만 산업 초기에는 조립 생산을 주로 담당했으며, 기술적인 수준은 매우 낮았습니다. 하지만 뒤늦은 출발에도 적기 투자와 연구개발 노력으로 기술 역전에 성공하며, 한국의 첨단 기술력을 세계 시장에 알리게 되었습니다.

삼성전자는 1992년 D램 산업에 진출한지 10년 만에 64Mb D램을 세계 최초로 개발하며, 한국의 반도체 기술력이 세계 최고 수준에 올랐음을 입증했습니다. 이후 256Mb, 1Gb D램을 연이어 최초로 개발함으로써 한국은 세계 메모리 반도체의 기술을 이끌며 시장 점유율은 60% 이상을 차지하는 메모리 강국으로 자리매김 할 수 있었습니다.

반도체는 ‘산업의 쌀’로 이야기할 만큼 정보산업의 기반이 되는 품목입니다. 반도체는 단일 품목으로 수출 1위의 비중을 차지하며 국가경제 발전을 이끌었는데요, 20여 년간 국가경제 성장에 기여하는 기반을 마련하고, 국민들에게 ‘기술 독립’의 자신감을 심어준 사례로서 이번 과학기술 대표성과 70선에 선정됐습니다.

■ 국가 연구개발 대표성과 70선 (2) 2000년대, 낸드플래시 메모리

2013년 8월 삼성전자는 세계 최초로 3차원 V낸드(3D V-NAND)플래시 메모리를 양산하며 한국 반도체 산업이 새로운 3차원 메모리 시대를 여는 전기를 마련했습니다. 기존 낸드플래시 기술은 10nm급 공정에서 미세화 기술의 한계에 봉착할 것으로 전망되었는데요. 3차원 구조의 셀과 이를 24층으로 쌓은 수직 적층 기술을 독자적으로 개발해 평면구조 제품의 특성을 뛰어넘는 혁신적인 3차원 V낸드가 탄생하게 되었습니다.

☞ ‘3차원 수직구조 낸드플래시’ 자세히 보기

삼성전자는 2013년 세계 최초로 24단 V낸드플래시 양산에 성공한 데 이어, 2014년에는 2세대 32단 V낸드를 개발하고 최고 성능의 V낸드 SSD를 출시하며 한국 반도체 기술리더십과 수출 경쟁력을 강화하는데 기여했습니다.

최근 빅데이터 시대의 도래로 대규모 데이터센터의 소비전력 증가와 운영 효율성이 IT 업계의 중요한 문제로 주목 받고 있는데요. 3차원 낸드플래시 기반의 SSD는 차세대 데이터센터가 요구하는 고용량, 초절전, 안정성을 모두 갖춰 한국이 차세대 IT 시장을 선점하는 바탕이 되었습니다. 또한 V낸드는 속도, 용량의 한계를 뛰어넘는 제품과 솔루션을 구현해 글로벌 메모리 시장이 지속적으로 성장할 수 있게 하는 새로운 원동력이 되고 있습니다.

지난 20여 년간 정부, 기업, 학계가 끊임없이 노력한 결과, 우리나라는 2002년 이래 13년간 낸드플래시 시장 1위를 유지하며 세계 시장점유율 50%를 달성했습니다. 낸드플래시 기술은 한국의 반도체 기술리더십과 수출 경쟁력을 강화한 기술로서 대표성과 70선에 선정되었습니다.

■ 국민이 공감하는 ‘우수성과 온라인 투표’ 진행

이번에 발표된 광복 70주년 과학기술 대표성과 70선에 대해 ‘국민 공감 우수성과 온라인 투표’ (6.24~7.17)도 함께 진행되고 있습니다. 투표는 광복 이후 경제 성장을 견인해 온 과학기술의 성과와 비전을 함께 공유함으로써, 국민들의 이해와 관심을 높이기 위해 열리고 있는데요, 국민 투표 횟수를 집계하여 국민 공감 우수성과를 선정할 예정이라고 합니다.

국민공감 우수성과 선정 투표는 7월 3주까지 진행되며, 7월 4주에 결과가 공개될 예정이라고 하는데요, 지난 70년간 발전과 활약을 펼쳐온 과학기술의 소중한 의미를 돌아보는 이번 투표에 여러분의 많은 관심 부탁드립니다!

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지난 7월 1일, 서울 호텔신라에서 ‘2014 삼성 SSD 글로벌 서밋(Samsung SSD Global Summit)’ 행사가 열렸습니다. 이 날 행사는 SSD와 IT 업계 트렌드를 살펴보고 삼성전자의 혁신적인 3D V낸드 기술, 그리고 삼성 SSD 기술 리더십을 전 세계 미디어에 알리는 자리로 마련됐는데요.

이번 삼성 SSD 글로벌 서밋이 뜨거운 주목을 받았던 것에는 특별한 이유가 있습니다. 바로 세계 최초로 3D V낸드가 탑재된 브랜드 SSD ‘850 PRO’ 시리즈가 공개된 것인데요. 행사에는 세계 각국의 기자와 파워블로거 170여 명이 참석하며, 시작 전부터 850 PRO에 대한 뜨거운 관심을 느낄 수 있었습니다.

■ 모바일 시대 : 대용량 스토리지에 대한 필요성 증가

작년 삼성 SSD 글로벌 서밋에서는 소비자용 고성능 보급형 SSD 840 EVO가 공개되어 많은 이들을 놀라게 했습니다. 삼성전자는 매년 혁신적인 SSD를 출시해 ‘SSD 대중화’에 기여하며 리더십을 확보해 나가고 있는데요. 서버와 대용량 스토리지에 대한 수요 증가와 함께, 점차 SSD의 중요성이 커지는 글로벌 시장의 흐름 속에서 올해 삼성 SSD 글로벌 서밋은 그 어느 때보다 뜨거운 열기 속에 개최됐습니다.

삼성전자 메모리사업부 브랜드마케팅팀장 김언수 전무는 환영사에서 “삼성전자는 SSD 글로벌 서밋을 통해 강력한 기술 리더십과 삼성의 기술 혁신 의지, 그리고 미래 전략에 대해 명확한 방향을 제시해 왔다”며, “오늘은 3D V낸드 SSD를 선보이게 되어 매우 기쁘며, 미래 지향적인 이 제품을 통해 SSD 성능이 한층 업그레이드 될 것이다”라고 현장의 기대감을 한층 고조시켰습니다.

첫 번째 연사로는 삼성전자 메모리사업부 마케팅팀 짐 엘리엇 상무가 나섰습니다. 지금은 ‘모바일 시대’입니다. 사물인터넷(IoT)을 통해 수 많은 디바이스가 연결되어 정보를 주고 받으며, SNS를 통해 천문학적인 수준의 메시지가 오고 간다고 하는데요, 페이스북의 하루 페이지뷰가 87억뷰에 달할 정도며, 카카오톡에서는 매일 50억개의 메시지가 오고 간다고 하니, 실로 엄청난 양의 데이터가 새롭게 발생하는 셈입니다.

이렇게 데이터의 양은 매년 폭발적으로 증가해 2018년부터는 연간 190엑사바이트(EB)의 데이터가 발생할 것으로 전망된다고 합니다. 흔히 말하는 기가바이트(GB)나 테라바이트(TB)에 비해, ‘엑사바이트’라는 단위가 조금 생소하지 않나요?

1엑사바이트는 1만 3300년에 해당하는 HD비디오 혹은 4조 7천억권의 e-북을 담을 수 있는 어마어마한 용량이라고 합니다. 인류 문명이 시작된 이래 2003년까지 발생한 모든 데이터를 모아도 5엑사바이트 정도라고 하니, 얼마나 방대한 용량인지 아시겠죠?

이에 따라 급증하고 있는 데이터를 고속으로 저장하는 낸드플래시 메모리의 수요도 빠르게 늘어나 2016년에는 2014년의 약 1.7배로 증가할 것으로 예상된다고 하는데요, 특히 SSD의 사용이 전체 낸드플래시 시장에서 차지하는 비중도 2011년 11%에서 2016년에는 37%까지 3배 이상 확대될 것으로 전망된다고 합니다.

데이터 트래픽이 급증하는 모바일 환경에 맞춰 보다 대용량, 고성능의 낸드플래시 개발의 중요성은 더욱 절실하게 되었습니다. 하지만 공정이 10나노급으로 미세화되면서 셀은 점점 작아지고 이웃한 셀과의 간격이 좁아져 전자가 누설되는 간섭 현상도 더욱 심화됐습니다. 따라서 이러한 기술 한계를 극복하기 위해서는 새로운 물질 개발은 물론 더욱 비싼 차세대 장비를 사용할 수 밖에 없는데요.

■ 플래시 메모리의 미래, ‘3D V-NAND’

기존 2D 낸드플래시의 미세화 공정 기술 한계를 뛰어넘기 위해 탄생한 것이 바로 ‘3차원 수직 적층 V낸드플래시(3D V-NAND, 3D V낸드)’입니다. 3D V낸드에 대한 보다 자세한 소개를 위해 플래시설계팀 경계현 전무가 무대에 올랐는데요. ‘3D V-NAND : The Future of FLASH’라는 주제로 3D 기술에 대해 이해하기 쉽게 설명하며 호평을 받았습니다.

1999년에 120nm(나노미터)에서 시작된 낸드플래시 공정은 2013년에 10나노급 공정으로 줄어들었습니다. 하지만 공정이 10나노급 수준으로 들어서면서 좁은 면적 안에 집적도를 높이는 방법에 기술적인 한계가 발생하기 시작했는데요.

특히 셀과 셀 사이의 간격이 좁아지면서 간섭 현상이 일어나 데이터 손실이 발생할 수 있게 되었습니다. 마치 좁은 면적 안에 많은 집들이 모여있으면, 옆집에서 발생한 소음이 이웃집에 그대로 들리게 되는 것과 같이 셀 사이에도 비슷한 현상이 발생하는 것입니다.

이에 삼성전자에서는 기존 단층으로 배열된 셀을 3차원 수직으로 적층하는 혁신적인 제품을 개발했는데요. 이것이 바로 ‘3D V낸드’ 기술입니다. 쉽게 말해 기존 낸드플래시가 일층 구조의 단독주택이었다면, 3D V낸드는 32층 구조의 고층 빌딩과 같다고 볼 수 있습니다.

3D V낸드 기술의 장점은 셀 사이의 간섭 영향을 대폭 줄여 셀 특성을 향상했고, 지속적으로 적층 단수를 높임으로써 고용량의 차세대 제품을 지속적으로 출시할 수 있는 것인데요, 향후 1Tb 이상 낸드플래시를 출시할 수 있는 기술을 확보했고, 2D 평면 낸드플래시 대비 소비전력 또한 대폭 줄여 앞으로도 초절전 그린메모리 솔루션으로서 새로운 메모리의 기준을 제시해 나갈 것입니다.

■ 3D V낸드플래시 메모리와 글로벌 SSD 기술 트렌드

그렇다면, 삼성 SSD가 글로벌 SSD 시장의 트렌드를 과연 어떤 모습으로 이끌어 가게 될까요? 다시 짐 엘리엇 상무가 삼성전자 SSD 리더십에 대한 강연을 이어 갔습니다.

2014년에 1,540만TB에 달했던 SSD 시장은 2018년 5.7배인 8,750만TB로 늘어날 것으로 예측된다고 합니다. 고사양 작업이나 CPU 성능 향상으로 보다 빠른 속도의 고용량, 저전력 스토리지가 필요하게 되었는데요.

삼성전자는 그 동안 ‘세계 최초’로 기술을 개발하고 적용하면서 글로벌 SSD 시장 트렌드를 선도해왔습니다. PC 시장에서는 세계 최초 TLC SSD인 840 SSD, 840EVO SSD와 세계 최초 PCIe 기반 SSD XP941, 세계 최초 NVMe SSD인 SM951가 있는데요, 또한 데이터센터 시장에서는 세계 최초의 TLC SSD인 PM853T/845DC EVO, 세계 최초의 PCIe SSD인 XS1715, 세계 최초의 저전력 NVMe SSD인 SM953을 출시하며 프리미엄 SSD 시장의 성장세를 주도해 왔습니다.

삼성전자가 선도하는 글로벌 SSD 기술 트렌드는 3D V낸드로 한 단계 더욱 빠르게 변화되어 나갈 것으로 보입니다. 3D V낸드의 경우 단층 구조의 기존 낸드플래시 대비 용량은 2배, 속도는 2배, 내구성은 10배, 전력 효율은 2배 개선됐는데요.

3D V낸드를 SSD에 탑재함으로써 지속적인 대용량 SSD 시장 확대, 시스템에서 스토리지의 속도 차이 대폭 개선, SSD 사용 수명 기간 확대, 내구성 향상, 소비 전력 감소 등 기존 SSD의 성능을 한 단계 뛰어넘는 새로운 SSD를 만날 수 있게 되었습니다.

1부 세션이 모두 끝나고 잠시 쉬는 시간 동안 3D V낸드로 더욱 새로워진 삼성 SSD ‘850 PRO’를 직접 만날 수 있었습니다. 삼성반도체이야기가 소개해드리는 ‘2014 삼성 SSD 글로벌 서밋’ 현장 2부에서는 SSD 성능의 새로운 기준을 제시할 850 PRO의 모습과 놀라운 성능을 좀 더 자세히 살펴보도록 하겠습니다. 이어지는 2부도 많이 기대해 주세요!

☞ 삼성전자, ‘2014 삼성 SSD 글로벌 서밋’ 개최, ‘V낸드 브랜드 SSD’ 공식 출시

☞ [2013 삼성 SSD 글로벌 서밋- 1부] SSD 대중화 시대로!

☞ [2013 삼성 SSD 글로벌 서밋- 2부] 더 나은 삶을 위한 진화, SSD 840 EVO

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