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03.29 (금)

SK하이닉스가 주목한 '낸드플래시' 원리와 전망은?

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[김종민 기자]
문화뉴스

사진 제공=인텔


[문화뉴스 MHN 김종민 기자] 지난 20일 SK하이닉스가 인텔의 낸드플래시 메모리 사업 부문을 10조3000억원에 인수했다고 밝혔다.


SK하이닉스는 인텔 낸드플래시 사업을 인수해 메모리 반도체 시장 2위로 올라섰다. 낸드플래시가 무엇이길래 SK하이닉스가 투자하고 시장에 주목했을까? 반도체 낸드플래시의 원리와 시장 현황을 살펴보자.



■ 메모리와 비메모리 반도체


반도체는 크게 메모리 반도체와 비메모리 반도체로 나뉜다. 비메모리 반도체는 시스템반도체라고도 한다. 메모리 반도체는 이름 그대로 '정보를 저장'하는 역할을 하고, 시스템반도체는 '저장한 정보'를 처리하고 계산하는 역할을 한다. 우리 몸에 뇌가 하나이고, 영양분을 저장하는 공간이 더 많듯이 주로 메모리 반도체가 대량 생산된다. 반면 소프트웨어와 밀접한 관련이 있는 시스템반도체는 소량 생산되고, 그 중에서도 서버 CPU는 인텔이 95%의 점유율로 독주하고 있다.


한국 기업은 메모리 반도체 시장에서 두각을 드러내고 있다. 메모리 반도체의 대표주자는 디램과 낸드플래시다. 디램에 저장된 정보는 휘발된다. 정보가 캐패시터에 저장되기 때문이다. 축전지로 불리는 캐패시터는 전력이 공급될 때는 정보를 유지하지만, 전원이 꺼지면 전류와 함께 정보가 흩어진다. 대신 속도가 빨라 작업 중인 정보를 저장하고 그 정보에 다시 접근하는 것이 용이하다. 컴퓨터를 예로 들면 컴퓨터가 켜졌을 때 CPU는 계산을 하고, 이에 필요한 내용들은 전원이 켜진 동안에 이 디램에 저장된다. 주기억장치에 정보는 영구적으로 저장되지 않으므로, 정보를 오래 보관하기 위해 '보조기억장치'를 필요로 한다.


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디램과 낸드플래시(사진 출처: SK 블로그)

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■ '보조기억장치' 낸드플래시


낸드플래시는 디램과 반대다. 낸드플래시에 저장된 정보는 휘발되지 않는다. 전원을 꺼도 정보가 남는다. 따라서 모든 전자제품에 필수적으로 탑재된다. 낸드플래시는 정보를 '플로팅게이트'에 저장된다. 기존 반도체 트랜지스터 위에 '떠있는(Floating) 하나의 층'을 더 두는 것이다. 낸드플래시는 플로팅게이트 겹겹의 층으로 구성된다. 이 '창고'에 정보를 담은 전류를 넣고 꺼내기 위해서, 전기적인 충격(전압)을 가하면 된다.


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3D 낸드플래시 구조, 층층이 쌓인 낸드플래시를 한바퀴 돌린다. (사진 출처: SK 블로그)

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낸드플래시외에도 '비휘발성' 플래시 메모리가 또 있으나, 낸드플래시는 대용량 정보 저장에 장점을 보여 살아남았다. 낸드플래시는 정보를 읽어오는 속도는 상대적으로 느리나, 정보를 썼다 지웠다 하는 속도가 빠르다. 오늘날 같이 수많은 정보를 계속 수정하는 환경에 적합하다. 무엇보다 낸드플래시는 생산 단가가 저렴하다. 다른 플래시메모리에 비해 소자 면적을 적게 차지해 더 많은 용량이 구현된다.



■ SK하이닉스 낸드에 투자, 세계적 추세는 시스템반도체


SK하이닉스의 낸드플래시 인수는 인텔의 이해관계와 맞아 떨어졌다는 분석이다. 인텔 주력 사업에 더 집중하기 위해 인텔이 자사 내 비주류인 낸드플래시 메모리 사업부를 정리하고 시스템반도체에 집중할 것으로 보인다. 반면에 SK하이닉스는 낸드플래시 사업 경쟁력을 강화하고, 시장점유율을 확대한다는 것이다.


다만 낸드플래시가 포함된 메모리 반도체 시장규모는 시스템반도체에 비해 절반 가량이다. 5G 통신, 고성능 컴퓨팅(HPC), 인공지능(AI) 등 기술 발전에 따라 시스템반도체 시장이 확대될 것으로 전망된다. 삼성전자 역시 삼성전자는 2030년까지 133조원을 투자해 시스템반도체 생산 글로벌 1위를 목표로 하고 있다. 하이닉스의 행보가 '굳히기'가 될지, '매몰비용'이 될지는 미지수다.


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SK하이닉스가 주목한 '낸드플래시' 원리와 전망은?
디램과 함께 메모리 반도체의 일종
뛰어난 내구성과 정보저장 능력으로 살아남아


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