"더 이상 한계는 없다"···SK하이닉스 역대급 '질주'

321단 2Tb QLC 낸드 플래시 제품 개발 완료

삼성·마이크론 등 낸드플래시 적층 경쟁 '후끈'

1분기 낸드 시장 점유율 1위는 삼성···SK 2위

그래픽=홍연택 기자

SK하이닉스가 현존하는 낸드 제품 중 최고의 집적도를 가진 321단 2Tb(테라비트) QLC 낸드플래시 제품 개발을 완료했다. 시장에서는 SK하이닉스가 인공지능(AI) 데이터센터용 SSD, 온디바이스 AI 등 AI 스토리지 시장에서 우위를 점할 것으로 평가하고 있다.

26일 관련 업계에 따르면 SK하이닉스는 최근 세계 최초로 300단 이상 낸드를 QLC 방식으로 구현한 321단 2Tb QLC 낸드플래시 제품 개발을 마쳤다. 제품은 글로벌 고객사 인증을 거쳐 내년 초 출시될 예정이다.

낸드플래시는 한 개의 셀(Cell)에 저장하는 정보(비트) 수에 따라 구분된다. 정보별로는 SLC(1비트) → MLC(2비트) → TLC(3비트) → QLC(4비트) → PLC(5비트) 순으로 발전해왔으며, QLC는 하나의 셀에 4비트를 저장하는 방식이다. QLC는 같은 면적에 더 많은 데이터를 담을 수 있어 집적도와 원가 경쟁력이 높다는 특징이 있다.

특히 이번 신제품은 기존 QLC 대비 성능 저하 우려를 극복했다는 점에서 큰 의미가 있다. 일반적으로 셀에 저장하는 비트 수가 늘어나게 되면 데이터 관리가 복잡해지고 읽기나 쓰기 속도가 줄어드는데, SK하이닉스는 이를 해결하기 위해 칩 내부에서 독립적으로 동작하는 '플레인(Plane)'을 기존 4개에 6개로 늘렸다.

이에 따라 이번 신제품은 이전 QLC 제품 대비 데이터 전송 속도는 100% 빨라졌고, 읽기와 쓰기 성능은 각각 18%, 56% 개선됐다. 데이터 쓰기 전력 효율도 23% 이상 늘어 저전력이 요구되는 AI 데이터센터 등의 분야에서도 경쟁력을 갖추게 됐다. SK하이닉스는 우선 PC용 SSD에 321단 낸드를 적용한 뒤, 데이터센터용 eSSD와 스마트폰 UFS 제품으로 적용 영역을 확대한다는 계획이다.

업계에서는 SK하이닉스의 이번 성과로 삼성전자와 미국 마이크론, SK하이닉스 간 글로벌 낸드플래시 '적층 경쟁'이 한층 더 심화될 것으로 예측하고 있다. 반도체 업계에서도 AI 붐이 일면서 초고용량 스토리지 수요가 급격히 증가해 낸드플래시 사업이 실적에 차지하는 비중이 더욱 커질 것으로 예측되면서다.

일단 SK하이닉스는 지난해 말 전 세계 최고층인 321단 4D 낸드플래시 양산 소식을 알리며 '300단 시대'의 포문을 열었다. 당시 양산은 2023년 6월 238단 4D 낸드 양산 이후 약 1년 6개월 만에 알린 쾌거였다. 삼성전자는 300단 대신 이르면 내년 초 400단 이상을 쌓은 차세대 V10 낸드를 양산할 계획이며, 미국 마이크론 역시 비슷한 시기에 400단대 제품을 선보일 것으로 알려졌다.

다만 점유율과 매출 측면에서는 1위와의 간극을 좁혀야 하는 숙제도 있다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 전 세계 낸드 시장 점유율은 삼성전자가 1위, SK하이닉스와 마이크론이 각각 2,3위를 차지했다. 삼성전자의 1분기 낸드 시장 점유율은 31.9%, SK하이닉스와 마이크론의 점유율은 각각 16.6%, 15.4%였다.

1분기 매출로 보면 삼성전자의 1분기 낸드 매출은 42억달러로 전 분기보다 25% 감소했지만, 3사 중 가장 높은 매출을 기록했다. SK하이닉스와 자회사 솔리다임은 전 분기대비 35.5% 줄어든 21억9000만달러를, 마이크론은 같은 기간 대비 11% 감소한 20억3000만달러를 기록했다.

업계 관계자는 "SK하이닉스가 QLC 방식으로 300단을 넘어선 것은 의미있는 진전"이라면서 "삼성과 마이크론의 고적층 경쟁과 함께 낸드플래시 시장의 기술 경쟁도 본격화될 것"이라고 말했다.