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  1. 2019.03.11 SK하이닉스, 3D를 넘어 4D로
  2. 2015.07.22 [SK하이닉스] 큰 놈이 온다! SK하이닉스 NAND Flash

SK하이닉스, 3D를 넘어 4D로

안녕하세요 SK Careers Journal 독자 여러분. 혹시 제가 저번에 작성한 ‘NAND만 3D니 HBM도 3D다’라는 기사 읽어 보셨나요? 이제는 그 기사의 제목을 바꿔주어야 할 것 같아요. 이번에 SK하이닉스에서 3D 낸드플래시를 넘어선 4D 그리고 96단의 낸드플래시를 개발했다고 해요. 이번에 이천 하이닉스에서 CTF기반 96단 낸드플래시 개발에 참여하신 분을 모시고 인터뷰를 준비해 봤어요. 인터뷰에 앞서 낸드 플래시에 대해 잠시 알아볼까요?

 

  

 SK Careers Editor 김태형

 


 






이전 기사에서도 언급된 바와 같이 반도체는 더욱 작아지는 방향으로 발전해 나가고 있습니다. 낸드플래시의 10나노 한계를 넘기 위해서 나온 것이 3D 낸드플래시 입니다. 여기에 주변부 회로의 면적을 없애 더욱 미세화 한 것이 이번에 설명 드린 PUC구조를 통한 4D 수직 낸드플래시 입니다. 


그럼 이제 새로운 한계를 넘어선 CTF기반의 96단 낸드플래시 개발에 참여하신 최은석 수석님과의 인터뷰 시작해 보겠습니다. 


 



안녕하세요 저는 파르테논(Parthenon) PI프로젝트를 담당하고 있는 최은석 TL입니다. PI프로젝트라고 하면 Process Integration을 담당하는 PI 불량분석을 하는 FA 그리고 인라인분석을 담당하는 IA가 있습니다. 이것들을 전부 묶어서 PI 프로젝트라고 합니다. 





메모리 반도체를 구분하는 큰 영역은 약 70%는 Cell이라고 하는 단위 메모리, 기억소자로 쓰이는 Cell 트랜지스터입니다. 그 이외의 부분이 Peri.입니다. 이 Peri.는 Cell을 구동하고 입출력을 하기 위한 Peri 트랜지스터입니다. 2D일 때는 같은 기판에 만들었었는데 3D로 넘어가면서 두 공정이 분리되었습니다. 


여기서 Peri. 영역 위에 Cell을 만드는 것이 PUC구조를 말합니다. 메모리 반도체에 30%의 영역을 차지하던 Peri. 영역 위에 Cell이 있기 때문에 같은 면적 안에 훨씬 더 많은 Cell을 넣을 수 있어 가격 경쟁력을 높일 수 있습니다. 그리고 단순히 면적만 줄어든 것이 아니라 성능도 올라갔습니다. 앞서 Peri.가 데이터의 입출력을 담당한다고 했는데 이 데이터 입출력 통로를 늘릴 수 있을 정도로 Peri 영역도 넓어져 성능이 올라갑니다. 데이터를 차량, 데이터 입출력 통로를 차선에 비유하면 이해하기 쉬울 것 같습니다. 차선이 넓어지니 차량이 더 많이 이동 할 수 있게 된다고 생각하면 될 것 같습니다. 


 


PI 프로젝트라는 것이 우리가 만들 제품이 어떤 성능을 가져야 하고 어느 정도의 코스트로 만들지 결정하고 이를 위한 기술을 모아 공정 플로우를 생각하는 등 공정설계도 하는 것입니다. 이런 과정에서 PUC와 CTF기술이 필요하다고 생각을 했습니다. 그리고 우리가 지양하는 바가 단순히 이 제품을 만드는 것이 아니라 양산기술을 원하는 것인데 양산기술이라는 것은 굉장한 검증이 필요합니다. 양산을 시작했다는 것은 그 제품이 고객이 쓸 수 있는 주요 부품으로 이용 될 수 있다고 하는 품질 수준을 만족하는 것 뿐 아니라 그에 맞는 가격도 만족해야 합니다. 


그리고 이 제품이 한두 개가 만들어지는 것이 아니고 수억 개씩 만들어 내야하는 것인데 이때 각각이 같은 품질을 만족해야 합니다. 이렇기 때문에 철저한 검증이 필요한 기술이 양산기술입니다. 앞서 4D라는 말을 했는데 기존의 72단을 단순히 단수만 올린 것이 아니라 3D에서 4D로 차원이 달라졌기 때문에 주변에서도 우려가 많았습니다. 이러한 우려를 불식시킬 수 있을 정도의 기술 성숙도와 이것이 제품화가 될 수 있다는 것을 보여줘야 합니다. 아무래도 앞서 말씀 드린 것처럼 아예 차원이 달라진 새로운 기술이었기 때문에 이에 대한 기술 검증과 제품화가 될 수 있는가에 대한 검증에 더 많은 노력이 필요했습니다.


 



대학생이시니까 질문을 하나 하겠습니다. 대학생으로 있다가 입사를 했다고 생각해 보시면 어떤 마음을 갖고 입사를 할 것 같나요? 아마 열심히 하겠다 하고 들어오는 분들이 많을 것 같습니다.


사실 제가 신입사원을 적극적으로 요청을 했는데 신입사원들도 TF 기간에도 해 줘야 할 일들이 분명 존재합니다. 개발업무에 경우에는 상당히 업무강도가 높은데 과연 신입사원이 들어와서 이 센 업무강도를 잘 견딜까 하는 걱정이 많습니다. 회사에서는 신입사원에게 역량에 맞는 정도에 일을 주지 그것을 넘어서는 일을 주지는 않습니다. 저는 개인적으로 사람의 역량은 상당수가 타고난다고 봅니다. 이 타고난 것의 대표적인 것이 그 사람의 태도입니다. 


앞서 대답하신 것처럼 열심히 해야겠다 하고 입사를 할 텐데 단순히 마음만이 아니라 이런 것이 몸에 베어 있는 사람들이 있습니다. 이런 사람들은 선배가 자신의 한계를 넘는 과제들을 조금씩 주면서 그 사람의 역량을 키워줍니다. 신입사원에게 필요한 역량은 열심히 하는 자세 그리고 어려움을 극복하려고 노력하는 태도라고 생각합니다. 저희 TF에 왔던 신입사원들은 이러한 자세를 갖고 있어서 우수한 성과를 내고 있다고 평가하고 있습니다. 만약에 제가 신입사원으로 다시 입사를 하게 된다면 이런 기회가 왔을 때 놓치지 않을 것 같습니다. 




 

SK하이닉스에서 일하기 위해 필요한 역량이라고 하면 저는 지덕체라고 생각합니다. 조금 클래식하기는 합니다만, ‘지´라고 하면 전공지식이나 기초지식이 당연히 SK하이닉스처럼 첨단기술을 하는 기업에게는 정말 필수인 요소입니다. ‘덕’ 이라고 하는 것이 이 사람과 함께 일 할 수 있는 사람인가 하는 그러니까 협업을 할 수 있는 사람인지 판단하는 요소라고 봅니다. R&R(Role and Responsibilities) 이라고 하는데 주어진 역할만 하는 것이 아니라 자신의 위치에 책임감을 가지고 일을 할 수 있는 사람이 계속 성장해 나갈 수 있기 때문에 이런 요소도 중요하다고 생각합니다. 마지막으로 ‘체’는 요즘에는 조금 덜 하지만 반도체 개발 업무는 업무 강도가 셉니다. 이러한 센 업무 강도를 버틸 수 있는 체력이 필요합니다. 너무 뻔한 얘기인 것 같긴 하지만 그래도 제가 생각하는 중요한 역량은 지덕체 인 것 같습니다. 


짧은 면접 시간이지만 그래도 실제로 지원자와 마주보고 눈을 맞추고 대화를 하다 보면 지원자에 진심이 느껴진다. 매사에 충분히 최선을 다하는 성향을 갖고 있고 주변 사람들을 잘 배려할 줄 아는 지원자들은 면접을 하는 동안 이런 성향들이 드러난다고 생각합니다. 이것들이 제 기준에는 지원자에게 필요한 역량이라고 생각합니다. 면접이라는 것이 이런 진심을 알아가는 과정이기 때문에 제가 볼 때는 지원자들이 잘 보이기 위해서 꾸며서 말 하는 것은 좋지 않다고 생각합니다. 


그 외에 지식적인 부분은 테스트하기 쉽습니다. 학점이나 아니면 기술적인 질문을 하면 잘 드러납니다. 여기서 보는 것은 어려운 질문이 나올 때 어떻게 유연하게 대처하는가, 질문자의 질문을 어떻게 받아드리고 소화해 낼 수 있는가를 봅니다.



 


제 입을 말하기는 조금 민망하지만 그래도 SK하이닉스가 대학생들이 가고 싶어하는 직장이라고 들었습니다. 제가 생각하기에도 정말 좋은 회사 맞습니다. 글로벌한 회사이고 계속 성장해 나가는 회사이기 때문에 이런 회사에서 지원자 분들이 막연히 가고 싶다는 생각으로 지원하지 말고 내가 이 회사에서 글로벌 플레이어로써 충분한 역할을 할 수 있는 사람이 되겠다고 하는 마음을 갖고 지원을 하면 좋겠습니다. 그리고 스스로의 역량 그리고 도전정신 같은 것이 구체화되어 나의 어떤 경험에 나타나 있고 기초 지식과 반도체에 관한 지식을 다른 사람보다 깊이 있게 공부했고 이것을 실제로 증명할 수 있는 지원자를 기대하고 있습니다.


 


반도체 개발 분야는 도전하는 재미가 쏠쏠한 분야입니다. 그래서 ‘중독‘ 이라고 표현하고 싶습니다. 정말 중독성이 있고 어려움을 극복하고 성취를 했을 때 성취감은 이루 말 할 수 없습니다. 운동선수처럼 어렵고 힘든 훈련과정을 거쳐야 승리를 얻을 수 있지 않습니까? 하지만 힘든 과정을 거쳐서 얻은 승리의 기쁨, 그러한 성취감이 더 어려운 것에 도전을 하게 하는 원동력이라고 생각합니다. 반도체 개발도 이처럼 어렵지만 도전에 성공했을 때의 기쁨, 성취감 때문에 끊을 수 없는 중독성 있는 분야입니다.


인터뷰에 응해주시고 친절하게 답변해 주신 최은석 수석님께 감사하다는 말씀 다시 드립니다.





Posted by SK Careers Journal skcareers

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큰 놈이 온다!

SK하이닉스 NAND Flash

인텔(Intel)에서 10TB 3D 낸드 플래시(NAND Flash)를 공개하며 내년 하반기부터 적용될 전망이라고 발표 하였다. 이는 SSD의 용량 문제가 해결되었다는 것이고, HDD를 넘어선 차세대 저장매체로 거듭날 것임을 선언하는 것이다. SSD의 크기는 작아지고, 가벼우면서도 용량은 크고 속도는 빠른 신제품들이 출시되고 있다. SK하이닉스도 D램 중심의 수익구조에서 벗어난 균형 있는 수익을 위해 낸드 플래시 사업에 많은 투자를 하고 있다. 매년 30~40%의 무서운 성장세를 보이고 있는 낸드 플래시에 대해 알아본다.

 

SK Careers Editor. 장수호

 

낸드 플래시란?


 


 

휘발성인 DRAM의 메모리 셀이 Transistor 1개와 Capacitor 1개를 가진 것과 달리 낸드 플래시는 Capacitor 대신 Floating gate를 가지고 있어서 전원이 꺼져도 데이터가 보존되는 비휘발성 메모리로써의 기능을 한다.

 

 

 

Programming, 메모리 셀의 쓰기작업은

탑 게이트(TG)에 전압을 인가해주면 Source에서 Drain으로 이동하고 있던 전자들 중 일부가 끌려가게 되고, 전압의 크기에 따라 일정량의 전자가 Floating Gate(FG)에 채워 지는 것에 해당한다.

Erase, 메모리 셀의 지우기 작업은 

하단 부분에 전압을 인가해서 Floating Gate(FG)에 갇혀 있던 전자를 밖으로 빼내면서 Floating Gate(FG)안의 전자를 비우게 된다.

Read, 메모리 셀의 읽기 작업은 

탑 게이트(TG)에 전압이 걸릴 경우 전기장이 발생해 N채널에 영향을 미쳐 Source에서 Drain으로 이동하는 전하량 즉, 전류에 영향을 미치게 된다. 만약 Floating Gate(FG)에 전자가 있을 경우 전기장에 간섭을 일으키고 N채널까지 도달하는 전기장의 세기에 영향을 줘서 Source에서 Drain으로 흐르는 전류도 달라지게 된다. 이 때 전류를 분석하면 Floating Gate(FG)에 있는 전자의 양을 파악할 수 있고 이를 이용해서 해당 셀에 기록된 데이터를 읽게 된다.

 


낸드 플래시 어디까지 왔나?

SLC/MLC/TLC

메모리 셀 하나에 저장하는 비트 수에 따라 구별되며 1비트를 저장하는 SLC, 2비트를 저장하는 MLC, 3비트를 저장하는 TLC가 있다. 성능과 수명은 SLC가 가장 좋고, MLC, TLC순으로 성능과 수명이 떨어지게 된다. 하지만 동일 사이즈의 메모리를 구성할 경우 SLC에 비해 MLC 2배의 용량을 TLC 3배의 용량을 가지기 때문에 가격 경쟁력에서 SLC가 밀리게 되고, MLC가 주로 사용되며 저가형 저장 매체에 TLC가 사용되고 있지만 최근 TLC방식이 성능, 수명 한계가 해소되면서 TLC 낸드 플래시가 경쟁력을 높이고 있다.

 


3D 낸드 플래시

공정이 미세화 되면서 메모리 셀이 작아지고 셀간 간격이 좁아지면서 전자가 누설되는 간섭현상이 심화되며 미세화 기술은 한계에 부딪쳤다. 이를 해결하기 위해 기존 낸드 플래시가 단층구조 였다면 아파트 구조와 같은 3차원 수직구조인 3D 낸드 플래시 기술이 등장해 대용량 저장 문제를 해결 할 수 있도록 개발되고 있다.


 

SK하이닉스의 낸드 플래시 사업은?

낸드 플래시사업 후발 주자인 하이닉스는 무서운 성장력을 보여주고 있으며 사업 역량 강화를 위해 2012년 이후 5곳의 해외 기업과 M&A를 진행하였고, 국내 청주 사업장과 중국 충칭 공장을 중심으로 낸드 플래시 제품을 생산하고 있다. 하이닉스는 작년부터 16나노 MLC제품을 양산해 왔으며, 16나노 TLC 제품과 1TB 3D낸드 플래시 기술 개발에 완료해 내년 초에 상용화할 예정이다. 앞으로 TLC 제품을 통한 원가 절감과 기존 공정 한계를 극복하는 3D기술을 바탕으로 낸드 플래시 시장에서의 활약이 기대된다.


 

<16나노 64Gb MLC 낸드 플래시>


수호’s Tip

SSD의 가격이 많이 떨어지면서 HDD와의 세대 교체는 이미 진행되고 있고, 매년 40%의 성장률을 보이며 낸드 플래시 사업도 뜨겁게 달아오르고 있다. 낸드 플래시 사업 후발 주자로 나선 하이닉스 이지만 기술 경쟁력을 좁히고 매 분기 상승곡선을 그리며 세계시장으로 도약하고 있다.

 

 

 

 

Posted by SK Careers Journal skcareers

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