│2세대 10나노급(1y) 16Gbit DDR5 개발
│세계 최초 JEDEC(국제반도체표준협의기구) 규격 적용
│빅데이터, 인공지능, 머신러닝 등 차세대 시스템에 최적화
│DDR4 대비 전력 소모 30% 감축, 데이터 전송 속도 1.6배 향상
│향후 시장 열리는 2020년부터 본격 양산 계획

SK하이닉스가 세계 최초로 JEDEC(국제반도체표준협의기구) 규격을 적용한 DDR5 D램을 개발했다. DDR5는 DDR4를 잇는 차세대 D램 표준규격으로 빅데이터, 인공지능, 머신러닝 등 차세대 시스템에 최적화된 초고속, 저전력, 고용량 제품이다.

SK하이닉스는 최근 개발한 2세대 10나노급(1y) 8Gbit(기가비트) DDR4에 이어, 동일한 미세공정을 적용한 16Gbit DDR5도 주요 칩셋 업체에 제공함으로써 업계를 선도하는 기술경쟁력을 확보할 수 있게 되었다.

이 제품은 이전 세대인 DDR4 대비 동작 전압이 기존 1.2V에서 1.1V로 낮아져, 전력 소비량이 30% 감축됐다. 전송 속도는 3200Mbps에서 5200Mbps로 1.6배 가량 향상됐다. 이는 FHD(Full-HD)급 영화(3.7GByte) 11편에 해당되는 41.6GByte(기가바이트)의 데이터를 1초에 처리할 수 있는 수준이다.

이번에 칩셋 업체에 제공된 제품은 서버와 PC용 RDIMM(Registered Dual In-line Memory Module)과 UDIMM(Unbuffered DIMM)으로, JEDEC DDR5 표준에 맞춰 데이터를 저장하는 셀 영역의 단위 관리 구역을 16개 에서 32개로 확장하고(16bank → 32bank) 한번에 처리하는 데이터의 수도 8개에서 16개(BL8 → BL16)로 늘렸다. 또한 칩 내부에 오류정정 회로(Error Correcting Code)를 내장하고 있어, 고용량 시스템의 신뢰성을 획기적으로 높일 것으로 기대된다.

초고속 동작 특성을 확보하기 위한 기술들도 적용되었다. D램의 읽기/쓰기 회로를 최적의 상태로 조정하는 고속 트레이닝 기술(high speed training scheme), 전송 잡음을 제거하는 DFE(Decision Feedback Equalization), 명령어 및 데이터 처리를 병렬화 하기 위한 4페이즈 클로킹(4phase clocking), 읽기 데이터의 왜곡이나 잡음을 최소화하기 위한 저잡음/고성능 DLL(Delay locked loop) 및 DCC(Duty Cycle Correction)회로 등 신기술이 채용되어 DDR4의 대비 데이터 처리 속도가 크게 개선되었다.

SK하이닉스 D램개발사업 VPD담당 조주환 상무는 “세계 최초로 JEDEC 표준 규격의 DDR5 D램 제품을 만든 기술 경쟁력을 기반으로, DDR5 시장이 열리는 2020년부터 본격 양산을 개시해 고객 수요에 적극 대응할 계획이다”라고 말했다.

한편 시장조사기관 IDC는 2020년부터 DDR5 수요가 본격적으로 발생하기 시작해 2021년에는 전체 D램 시장의 25%, 2022년에는 44%로 지속 확대될 것으로 예상했다. <끝>

< D램 표준 규격별 특징 >

< 용어 설명 >
– 뱅크(Bank) : 데이터를 구분하여 저장할 수 있는 단위이며, 독립적으로 활성화 또는 비활성화 할 수 있음. 활성화 되어 있는 각 뱅크의 데이터는 연속적으로 읽기와 쓰기 동작이 가능함.
– BL(Burst Length) : D램에서 한 번의 읽기/쓰기 명령에 따라 연속으로 입출력되는 데이터의 개수
– 고속 트레이닝 기술(High speed training scheme),: 시스템 기동 시 읽기/쓰기 회로를 고속 상태에서 최적화되도록 미세하게 조정하는 방식
– DFE(Decision Feedback Equalization), : 채널의 고속 동작 시 발생하는 반사 잡음을 제거 하는 회로 기술
– DLL(Delay Locked Loop) : D램의 출력 데이터를 외부 클록에 정확하게 동기화 시켜 전송하는 회로 기술
– DCC(Duty Cycle Correction): 연속되는 클록 또는 데이터 신호의 하이 펄스와 로우 펄스의 폭을 50:50으로 맞추는 회로 기술
로우 펄스의 폭을 50:50으로 맞추는 회로 기술

SK하이닉스가 개발한 2세대 10나노급(1y) DDR5 D램

SK하이닉스가 2세대 10나노급(1y) 미세공정을 적용한 8Gbit(기가비트) DDR4 D램을 개발했다. 2세대 제품은 1세대(1x) 대비 생산성이 약 20% 향상되었으며, 전력 소비도 15% 이상 감축해 업계 최고 수준의 전력 효율도 갖췄다. 데이터 전송 속도 또한 DDR4 규격이 지원하는 최고 속도인 3200Mbps까지 안정적인 구현이 가능하다.

이 제품에는 데이터 전송 속도 향상을 위해 ‘4Phase Clocking’ 설계 기술을 적용했다. 이는 데이터 전송 시 주고 받는 신호를 기존대비 두 배로 늘려 제품의 동작 속도와 안정성을 향상시킨 기술이다. 고속도로 톨게이트의 요금 정산소를 늘려 차량의 통행을 원활히 하는 것과 같다.

SK하이닉스는 전력소비를 줄이고 데이터 오류발생 가능성을 낮추기 위해 독자적인 ‘센스 앰프(Sense Amp) 제어 기술’도 도입했다. 이는 D램 셀에 작은 전하 형태로 저장되어있는 데이터를 감지하고 증폭시켜 외부로 전달하는 ‘센스 앰프’의 성능을 강화하는 기술이다. D램에서는 이처럼 ‘센스 앰프’의 역할이 중요한데, 공정이 미세화될수록 트랜지스터의 크기가 줄어들어 데이터 감지 오류 발생 가능성이 높아진다. SK하이닉스는 이러한 문제를 극복하기 위해 트랜지스터의 구조를 개선해 오류 발생 가능성을 낮췄다. 또한, 데이터 증폭/전달 기능을 하는 회로에 전력 소모가 낮은 내부 전원을 추가해 동작에 필요한 만큼의 전력만을 공급함으로써 불필요한 전력 사용을 방지했다.

DRAM마케팅담당 김석 상무는 “이번에 개발 완료된 2세대 10나노급 DDR4는 고객이 요구하는 성능과 용량을 모두 갖춘 제품으로, 내년 1분기부터 공급에 나서 시장 수요에 적극 대응 할 것”이라고 밝혔다.

한편 SK하이닉스는 PC와 서버 시장을 시작으로, 모바일을 비롯한 다양한 응용처에 걸쳐 2세대 10나노급 미세공정 기술을 확대 적용해나갈 계획이다. <끝>

<용어 설명>

– 4Phase : 주기를 4등분해 Clock 신호를 늘려 동작 마진을 확보하는 기술로 제품 동작 속도를 높이고 오류를 줄이는 특성 개선의 장점이 있음 (기존에는 Clock 신호를 2등분해 사용)

– Clocking : 데이터 전송 시 보내고 받는 송수신 데이터를 동기화하기 위한 방법

– Sense AMP : D램 셀에 작은 전하 형태로 저장되어있는 데이터를 감지하고 증폭시켜 외부로 전달하는 역할을 하는 기술

SK하이닉스가 개발한 2세대 10나노급(1y) DDR4 D램

SK하이닉스(대표: 박성욱, www.skhynix.com)가 세계 최고 속도의 GDDR6(Graphics DDR6) 그래픽 D램을 개발했다. 이 제품은 20나노급 8Gb(기가비트) GDDR6로, 업계 최고인 핀(Pin)당 16Gbps(Gb/sec)의 데이터 처리속도를 구현했다. 최고급 그래픽 카드를 활용해 초당 최대 768GB(기가바이트)의 그래픽 데이터 처리가 가능하다. SK하이닉스는 고성능 그래픽 D램을 탑재하는 고객의 차세대 최고급 그래픽 카드 예상 출시시점인 내년 초에 맞춰 제품을 양산할 계획이다.

그래픽 D램은 PC, 워크스테이션, 영상재생 기기, 고성능 게임기 등에서 그래픽 카드의 명령을 받아 동영상과 그래픽을 빠르게 처리하는데 특화된 메모리 제품이다. 그 중 GDDR6는 JEDEC에서 표준화를 진행하고 있는 차세대 고성능 그래픽 D램으로, 기존 GDDR5 대비 최고 속도가 두 배 빠르며, 동작 전압도 10% 이상 낮췄다. 현재 시장 주력 제품인 GDDR5와 GDDR5X를 내년부터 빠르게 대체할 것으로 예상된다. SK하이닉스는 주요 그래픽 칩셋 고객과 시장이 본격화하는 시점에 제품을 양산할 수 있도록 긴밀하게 협업하고 있다.

SK하이닉스 D램설계본부장 오종훈 전무는 “세계 최고 속도를 갖춘 차세대 그래픽 D램인 GDDR6를 개발해 고품질, 고성능 그래픽 메모리 시장에 대응할 수 있게 됐다”며 “고성능 그래픽 카드에 최적화한 솔루션을 제공해 고객 제품의 성능 향상에 기여할 것”이라고 밝혔다.

GDDR6는 인공지능(AI), 가상현실(VR), 자율주행차, 4K 이상의 고화질 디스플레이 지원 등 차세대 성장 산업에서 필수적인 메모리 솔루션으로 전망된다. 시장조사기관 가트너에 따르면, 올해 그래픽 카드용 D램 탑재용량은 평균 2.2GB에서 2021년에는 평균 4.1GB로 늘어나며 연평균 17% 수준의 성장을 이어갈 전망이다. <끝>

SK하이닉스(대표: 박성욱, www.skhynix.com)가 업계 최초 72단 256Gb(기가비트) TLC(Triple Level Cell) 3D(3차원) 낸드플래시 개발에 성공했다. 이 제품은 SK하이닉스 고유 기술을 적용해 개발했으며, 적층수 증가에 따른 공정 난이도 극복을 통해 현재 양산 중인 48단 3D 낸드보다 데이터를 저장하는 셀(Cell)을 1.5배 더 쌓는다. 256Gb 낸드는 칩(Chip) 하나만으로도 32GB(기가바이트) 용량의 저장장치를 만들 수 있다.

SK하이닉스는 2016년 2분기부터 36단 128Gb 3D 낸드 공급을 시작하고, 2016년 11월부터 48단 256Gb 3D 낸드를 양산한 데 이어 이번에 72단 256Gb 3D 낸드 개발까지 신속하게 완료해 3D 낸드 시장에서 업계 최고 수준 제품 경쟁력을 확보하게 됐다.

이 72단 256Gb 3D 낸드플래시는 72층 빌딩 약 40억개를 10원짜리 동전 면적에 구현하는 것에 비유할 수 있는 수준의 기술이다. 특히, 기존 대비 적층수를 1.5배 높이고, 기존 양산 설비를 최대한 활용해 현재 양산 중인 48단 제품보다 생산성을 30% 향상했다. 또한, 칩 내부에 고속 회로 설계를 적용해 칩 내부 동작 속도를 2배 높이고 읽기와 쓰기 성능을 20% 가량 끌어올렸다.

SK하이닉스는 기존보다 생산성 30%, 성능을 20% 개선한 이 제품을 SSD(Solid State Drive)와 스마트폰 등의 모바일 기기용 낸드플래시 솔루션 제품에 적용하기 위한 개발을 진행 중이다. 고성능, 고신뢰성, 저전력 구현이 가능해 3D 낸드 기반 솔루션 사업 경쟁력을 한층 강화할 수 있을 것으로 기대된다.

SK하이닉스 김종호 마케팅본부장은 “현존 최고의 생산성을 갖춘 3D 낸드 제품 개발을 완료하고 올해 하반기부터 본격 양산함으로써 전세계 고객에 최적의 스토리지(Storage) 솔루션을 제공할 수 있게 됐다”며, “SSD와 스마트폰 등 모바일 시장으로 솔루션 제품 전개를 확대해 D램에 편중된 사업 구조 개선을 적극 추진할 것”이라고 밝혔다.

3D 낸드는 인공지능, 빅데이터, 클라우드 등이 주도하는 4차 산업혁명 시대에 그 수요가 폭발적으로 증가할 전망이다. 시장조사기관 가트너(Gartner)에 따르면, 올해 전체 낸드플래시 시장 규모는 465억 달러에 달하며, 2021년에는 크게 성장해 565억 달러에 이를 것으로 예상하고 있다. <끝>

SK하이닉스(대표: 박성욱, www.skhynix.com)가 세계 최대 용량인 8GB(기가바이트) LPDDR4X(Low Power DDR4X) 모바일 D램을 출시했다. 이 제품은 16Gb(기가비트) 칩을 기반으로 구현됐으며, 두 개의 8Gb 단품을 연결한 듀얼채널(Dual Channel) 16Gb 칩을 4단으로 쌓았다. SK하이닉스는 곧 출시 예정인 8GB 모바일 D램 탑재 스마트폰 모델들에 이 제품을 대량 공급할 계획이다. LPDDR4X는 기존 LPDDR4 대비 전력효율을 20% 가량 개선한 최저전력 규격인데, 8GB는 LPDDR4X 규격 기준 세계 최대 용량이다.

이 8GB LPDDR4X는 D램의 데이터입출력(I/O) 동작전압을 기존 LPDDR4의 1.1V 대비 0.6V로 낮춰 전체적인 전류 소모를 줄일 수 있다. 저전력을 유지하면서도 64개의 데이터입출력구(I/O)를 통해 초당 34.1GB의 데이터를 처리한다. 또한, 이 제품은 기존 8GB LPDDR4 패키지 크기 대비 30% 이상이 줄었으며(12mmX12.7mm), 두께도 1mm 이하로 같은 용량 제품 중 가장 작은 면적을 차지한다. 이렇듯 모바일 생태계에서 민감한 요소인 배터리 수명 연장 효과, 초고속, 작은 크기를 동시에 갖춰 모바일 기기에서 탑재 효과가 클 것으로 예상되며 사용자 편의성도 극대화할 수 있을 것으로 전망된다.

SK하이닉스 DRAM제품본부장 오종훈 전무는 “현존하는 모바일 D램 중 최고 성능의 제품을 고객에 공급함으로써, 모바일 기기 사용자 경험을 최적으로 구현할 것”이라며, “향후 모바일 뿐만 아니라 울트라북, 자동차 등 다양한 분야로 제품을 확대 전개하겠다”고 계획을 밝혔다.

한편, 시장조사기관 IHS 마킷(IHS Markit)에 따르면, 하이엔드 스마트폰의 기기당 모바일 D램 평균 탑재용량은 올해 3.5GB에서 2020년 6.9GB로 연평균 25% 이상의 성장을 기록할 것으로 전망된다. 또한, 하이엔드 스마트폰 시장에서 8GB 모바일 D램을 탑재하는 수요는 올해부터 발생해 2020년에는 63%로 최대 비중을 차지할 것으로 기대된다. <끝>

■ 모바일용 LPDDR D램 제품별 특징 및 업계 출시 년도

SK하이닉스(www.skhynix.com, 대표이사: 박성욱)가 8Gb(기가비트) LPDDR4(Low Power DDR4) 제품을 업계 최초로 최신 출시된 스마트폰에 탑재했다고 9일(月) 밝혔다. 이 제품은 초고속, 저전력 특성을 갖춘 현존 최고 성능의 고용량 모바일 메모리 솔루션으로, SK하이닉스가 2013년말 세계 최초로 개발한 바 있다.

SK하이닉스는 세계 최초의 LPDDR4 채용 제품을 출시하기 위해 지난해부터 관련 업체와 협업을 강화해왔다. 그 결과 8Gb LPDDR4를 최신 SoC(System on Chip)와 연계해 상용화하는데 성공했으며, 최근 고객사에서 출시한 최신 플래그십 스마트폰에 탑재할 수 있었다.

SK하이닉스의 20나노급 8Gb LPDDR4는 기존 LPDDR3의 1600Mbps 대비 2배인 3200Mbps 이상의 데이터 전송 속도를 갖췄으며, 동작전압 측면에서도 기존 LPDDR3의 1.2V보다 낮은 1.1V를 구현하는 등 전력 효율도 30% 이상 향상시켰다. 이를 통해 완제품 사용자에 다양한 고급 기능을 제공할 수 있으며, 고해상도 디스플레이 환경을 순조롭게 구현할 수 있게 했다.

최근 모바일 기기의 시스템 성능 향상에 있어 메모리 반도체가 차지하는 중요성이 점차 확대되고 있다. 이에 SK하이닉스는 최고 성능의 모바일 메모리를 최초로 상용 스마트폰에 탑재함으로써 업계를 주도하고 있다.

특히, 올해 중국을 포함한 국내외 주요 스마트폰 제조업체는 프리미엄 제품에 LPDDR4를 주요 메모리 솔루션으로 채용할 전망이며, 하반기부터는 4GB(기가바이트) D램 탑재 스마트폰도 늘어날 것으로 전망된다. SK하이닉스는 이번에 업계 최초로 스마트폰 탑재에 성공한 8Gb LPDDR4 제품을 활용해 다양한 고객의 수요에 대응하겠다는 계획이다.

SK하이닉스 관계자는 “시장에서 판매되는 프리미엄 스마트폰에 최초로 8Gb LPDDR4 솔루션을 탑재함으로써 고성능 모바일 D램 시장을 주도할 수 있게 됐다“며 “향후 다양한 용량 솔루션으로 고객을 확대하는 등 시장 주도권을 이어가겠다”고 설명했다.

한편, 시장조사기관 IHS 테크놀로지(IHS Technology)에 따르면 프리미엄 스마트폰에서 8Gb를 활용한 4GB D램을 탑재하는 제품은 올해부터 출시되기 시작해 내년 36%를 차지하는 등 3GB 탑재 제품의 비중을 역전하며 시장 주력으로 떠오를 전망이다. <끝>

SK하이닉스(www.skhynix.com, 대표이사: 박성욱)가 20나노급 4Gb(기가비트) DDR4를 기반으로 NVDIMM(Non Volatile Dual In-line Memory Module: 비휘발성 메모리 모듈) 기준 최대용량인 16GB(기가바이트) 제품을 세계 최초로 개발했다고 21일(火) 밝혔다.

이 제품은 기존 DDR4 모듈과 같은 성능을 구현하면서도 한 모듈에 D램, D램 두 배 용량의 낸드플래시 및 모듈 컨트롤러를 결합해 구성했다. 이에 따라 예상치 못한 전원 손실이 발생하는 경우에도 D램의 데이터를 비휘발성 반도체인 낸드플래시로 전송함으로써, 데이터를 안전하게 저장 및 복구할 수 있는 것이 특징이다. 동작전압 1.2V에서 2133Mbps의 속도를 구현했으며, 64개의 정보입출구(I/O)를 가진 모듈을 통해 초당 17GB의 데이터를 처리할 수 있다.

SK하이닉스는 최근 주요 고객에 샘플을 제공했으며, 서버 및 운영체제 개발 업체들로부터 해당 제품에 대한 관심이 증가하고 있다고 덧붙였다. SK하이닉스는 이를 통해 최근 폭발적으로 증가하는 빅데이터 처리 솔루션에 있어 새로운 시장을 창출해나가게 됐다. 이 제품은 내년 상반기부터 본격 양산돼 한 차원 높은 데이터 안정성을 필요로 하는 고객들에게 특화된 솔루션으로 제공될 계획이다.

SK하이닉스 DRAM개발본부장 홍성주 전무는 “세계 최초로 NVDIMM에서 최대 용량인 16GB DDR4 제품을 개발함으로써 새로운 메모리 솔루션 시장을 선도한다는 데 의의가 있다”며 “향후에도 이러한 하이브리드(Hybrid) 모듈을 지속 개발해 서버용 메모리 시장에서의 기술리더십을 강화할 것”이라고 밝혔다.

더불어, 이번 개발을 통해 SK하이닉스가 고용량 DDR4 시장에서의 주도권을 더욱 공고히 할 것으로도 기대된다. SK하이닉스는 DDR4 업계 최대 용량인 8Gb 단품을 바탕으로 지난 4월 세계 최대 용량인 128GB DDR4 모듈을 개발한 데 이어 최근 ‘인텔 인증(Intel Validation)’에서 DDR4 모듈 부문에서는 유일하게 64GB 제품 인증을 완료하는 등 차세대 고용량 서버용 DDR4 시장을 선도해오고 있다. DDR4는 2015년부터 시장이 본격화돼 2016년 이후에는 시장 주력 제품이 될 것으로 예상된다.

한편, 시장조사기관 가트너(Gartner)에 따르면 서버용 D램 시장은 모바일 환경 확대에 따라 올해부터 2018년까지 연평균 37%(수량 기준)에 이르는 고성장을 이어갈 전망이다. 더불어, IHS테크놀로지(IHS Technology)에 따르면 D램 모듈 시장에서 서버 부문이 차지하는 비중(수량 기준) 역시 올해 33%에서 내년 41%로 늘어나며 2018년에는 62%에 이르는 등 그 중요성이 크게 확대될 것으로 예상된다. <끝>

■ NVDIMM(Non Volatile Dual In-line Memory Module: 비휘발성 메모리 모듈)
– 외부 전력을 이용해 비정상적인 전원 손실 상황에서 D램의 데이터를 낸드 플래시로 안전하게 백업하고 전원이 다시 정상화됐을 때 D램으로 다시 복 구하는 기능을 가진 메모리 모듈. 보조 전원장치로 슈퍼 커패시터(Super Capacitor: 초고용량 축전지)를 사용한다.

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SK하이닉스(www.skhynix.com, 대표이사: 박성욱)가 업계 최초로 고성능 와이드 IO2 모바일 D램(이하, 와이드 IO2)을 개발하는데 성공했다고 3일(水) 밝혔다.

이번에 개발한 와이드 IO2는 JEDEC에서 표준화를 진행 중인 차세대 고성능 모바일 D램의 한 종류로 20나노급 공정을 적용한 8Gb(기가비트) 용량의 제품이다. 특히, LPDDR4와 같은 1.1V 동작전압에서 저전력 특성을 강화했으며, 정보입출구(I/O)의 수를 대폭 늘려 데이터 처리속도를 높인 것이 특징이다.

기존 LPDDR4는 3200Mbps 속도로 동작해 32개의 정보입출구로 초당 12.8GB(기가바이트)의 데이터 처리가 가능하다. 반면 와이드 IO2는 하나의 정보입출구에서 800Mbps의 속도로 동작하지만 512개의 정보출입구로 초당 51.2GB의 데이터를 처리 할 수 있다. 초당 처리 용량은 기존 LPDDR4 보다 4배 빠른 것으로 현존하는 모바일 D램 가운데 최고 성능이다.

한편, D램은 DDR 제품을 기반으로 진화를 계속해 왔으나, 최근에는 고성능을 요구하는 고객의 수요에 맞춰 HBM(High Bandwidth Memory) 및 와이드 IO2 등과 같은 새로운 형태로도 발전을 계속하고 있다.

SK하이닉스는 현재 주요 SoC(System on Chip) 업체에 샘플을 공급했으며, 내년 하반기부터 양산에 나서 고성능 모바일 D램 시장 공략을 강화한다는 계획이다. 고객사에서는 와이드 IO2와 함께 SoC를 탑재해 한 시스템을 이루는 SiP(System in Package) 형태로 시장에 최종 공급할 예정이다.

SK하이닉스 Mobile개발본부장 김진국 상무는 “와이드 IO2 제품을 통해 확대되는 고성능 모바일 D램에 대한 고객의 요구를 만족시킬 것”이라고 말하며, “향후에도 지속적으로 고성능, 저전력 제품을 개발해 모바일 D램 시장의 기술 주도권을 확보해 나가겠다”고 밝혔다.

한편, SK하이닉스는 작년 12월과 올해 4월에 업계 최초로 TSV 기술 기반의 HBM과 128GB 서버용 모듈을 개발해 고객과 상품화를 진행 중에 있으며, 이번에는 TSV 기술 적용이 가능한 와이드 IO2 제품 개발도 완료해 TSV 기술 리더십을 더욱 공고히 할 것으로 기대했다. <끝>

◆ SoC(System on Chip) – 연산, 제어 등 여러 가지 기능을 가진 시스템을 하나의 칩 속에 구성한 반도체
◆ SiP(System in Package) – 한 패키지를 메모리, SOC 등 여러 개의 칩으로 구성해 하나의 시스템을 구현한 것
◆ TSV(Through Silicon Via, 실리콘관통전극) – 2개 이상의 칩을 수직 관통하는 전극을 형성해 칩 간 전기적 신호를 전달하는 첨단 패키지 방식으로 성능은 높이면서 크기를 줄임
◆ HBM(High Bandwidth Memory) – TSV 기술을 활용해 D램을 적층한 초고속 메모리
◆ JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council) – 반도체 분야 표준화기구로 반도체기기의 규격을 규정

◆ WIO2와 LPDDR4 비교

SK하이닉스가 업계 최초로 개발한 차세대 ‘와이드 IO2 모바일 D램’

SK하이닉스(대표: 박성욱, www.skhynix.com)가 현지시간으로 18일(水), 산호세에 위치한 미국 법인에서 ‘2014 SK하이닉스 HBM(High Bandwidth Memory, 초고속 메모리) 심포지엄’을 개최했다고 밝혔다. 이번 행사에는 관련 산업을 주도하는 20여 개 주요고객 및 파트너 업체에서 100여 명이 참여해 SK하이닉스의 HBM 기술에 대한 큰 관심을 드러냈다.

SK하이닉스는 지난해 말 TSV(Through Silicon Via, 실리콘관통전극) 기술을 적용한 HBM을 업계 최초로 개발하고, 올해 상반기 고객들에게 샘플을 전달한 바 있다. 뒤이어 이번 심포지엄을 개최해 중장기 HBM 로드맵을 소개함으로써, 다양한 응용 분야의 고객들과 HBM 생태계 확대를 위한 협력을 강화할 수 있을 것으로 기대된다.

특히, SK하이닉스의 HBM 개발에 협력 중인 회사들도 직접 발표자로 참여해 이번 심포지엄에 의미를 더했다. HBM은 기능성 패키지 기판인 인터포저(Interposer) 위에, SoC(System on Chip)와 함께 탑재해 한 시스템을 이루는 SiP(System in Package) 형태로 공급된다. 이 때문에 칩셋, 파운드리, 패키징 및 완제품 업체 등 고객 및 파트너와의 협업이 중요하다.

SK하이닉스가 현재 소개한 HBM은 TSV 기술을 활용해 20나노급 D램을 4단 적층한 형태다. 1.2V 동작전압에서 1Gbps 처리 속도를 구현할 수 있어 1,024개의 정보출입구(I/O)를 통해 초당 128GB의 데이터 처리가 가능하다. 고사양 그래픽 시장 채용을 시작으로 향후 네트워크, 슈퍼컴퓨터, 서버 등으로 응용 범위가 확장될 전망이다.

SK하이닉스 미국 법인 기술마케팅 담당 강선국 수석은 “다양한 응용 분야의 고객 및 파트너들과 HBM에 대한 상호 이해를 높일 수 있는 좋은 기회였다”며 “협력 관계를 더욱 강화해 차세대 고성능, 저전력, 고용량 제품인 HBM 시장을 선도해나가겠다”고 밝혔다. <끝>

■ TSV (Through Silicon Via, 실리콘관통전극)
2개 이상의 칩을 수직 관통하는 전극을 형성해 칩 간 전기적 신호를 전달하는 첨단 패키지 방식. 성능은 높이면서 크기를 줄일 수 있다.

■ 인터포저 (Interposer)
회로 기판과 칩 사이에 들어가는 기능성 패키지 판으로, 특성이 다른 칩들을 한 데 결합할 수 있다.

■ SoC (System on Chip)
여러 가지 기능을 가진 시스템을 하나의 칩 속에 집적한 반도체

■ SiP (System in Package)
한 패키지를 여러 개의 칩으로 구성해 완전한 시스템을 구현한 것

■ HBM을 SoC와 결합한 개념도

사진설명: SK하이닉스 미국 법인 기술마케팅 담당 케빈 위드머(Kevin Widmer) 상무가 HBM에 대해 설명하고 있다.

SK하이닉스(www.skhynix.com, 대표이사: 박성욱)는 업계 최소 미세공정인 16나노를 적용한 64Gb(기가비트) MLC 낸드플래시의 본격 양산에 나섰다고 20일(水) 밝혔다.

SK하이닉스는 지난 6월 세계 최초로 16나노 공정을 적용한 1세대 제품을 양산한 데 이어, 칩(Chip) 사이즈를 줄여 원가경쟁력을 강화한 2세대 제품도 최근 양산에 나서면서 낸드플래시의 경쟁력을 더욱 강화할 수 있는 계기를 마련하게 됐다.

또한, SK하이닉스는 양산성을 확보한 16나노 64Gb MLC 낸드플래시 제품의 특성과 신뢰성을 기반으로 MLC 기준 단일 칩 최대 용량인 128Gb(16GB, 16기가바이트) 제품 역시 개발 완료했다. 이 제품은 내년 초 양산될 계획이다.

일반적으로 공정이 미세화될수록 셀(Cell) 간 간섭 현상이 심해지는데, SK하이닉스는 최신 공정방법인 에어갭(Air-Gap) 기술을 적용해 16나노 공정 적용에 따른 셀 간 간섭현상을 극복할 수 있었다고 설명했다. 에어갭 기술은 회로와 회로 사이에 절연 물질이 아닌 빈 공간(Air)으로 절연층을 형성하는 기술이다.

SK하이닉스 FlashTech개발본부장 김진웅 전무는 “업계 최소 미세공정인 16나노 기술을 개발해 세계 최초로 양산한 데 이어, 이번에 128Gb MLC 제품 개발까지 완료해 대용량 낸드플래시 라인업도 구축하게 됐다”면서, “향후 높은 신뢰성과 데이터 사용 내구성을 확보한 낸드플래시 제품을 통해 고객 요구에 적극 대응해 나갈 것”이라고 밝혔다.

한편, SK하이닉스는 TLC 및 3D 낸드플래시 개발에도 박차를 가하는 등 낸드플래시 솔루션 경쟁력을 강화해나간다는 계획이다. <끝>

■ 에어갭(Air-Gap)
– 데이터를 저장하는 셀(Cell)은 주변을 절연물질로 채워 전기적으로 분리해야 데이터를 안정적으로 저장할 수 있으나, 회로가 미세화 되어 셀과 셀 사이 간격이 좁아지면서 이에 따른 데이터 간섭현상도 증가하게 된다. 에어갭 기술은 이러한 간섭현상을 해결하기 위해 기존 절연물질(산화실리콘, SiO2)보다 유전상수가 낮은 공기(Air)로 셀 주변을 채워 데이터 간섭현상을 차단하는 기술이다.

■ 낸드플래시 관련 용어 설명
– SLC(Single Level Cell)는 셀 당 1개 비트(bit)를 저장할 수 있는 플래시 메모리다. 한편, 2개 이상의 비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리를 MLC(Multi Level Cell)라고 부르는데, 일반적으로 셀 당 2개 비트를 저장하면 MLC, 3개 비트를 저장하면 TLC(Triple Level Cell)라고 한다.
– 3D 낸드플래시 : 미세공정 기술이 물리적 한계에 도달함에 따라 이를 극복하고자 기존 평면 으로 배열된 셀을 수직으로 쌓아 올려 대용량을 실현하는 제품이다.