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SK하이닉스, 업계 최고층 ‘176단 4D 낸드’ 개발

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Monday, December 07, 2020, 11:12:00

176단 512Gb TLC 개발 완료·샘플 제공 시작..셀 층고 감소·생산성 35% 향상

 

인더뉴스 권지영 기자ㅣSK하이닉스(대표이사 이석희)가 업계 최고층인 176단 512Gb(기가비트) TLC(Triple Level Cell) 4D 낸드플래시를 개발했다고 7일 밝혔습니다. SK하이닉스는 이 제품을 솔루션화하기 위해 지난달 컨트롤러 업체에 샘플을 제공했습니다.

 

SK하이닉스는 96단 낸드플래시부터 CTF(Charge Trap Flash)와 고집적 PUC(Peri Under Cell) 기술을 결합한 4D 제품을 시장에 선보이고 있습니다.

 

이번에 개발한 176단 낸드는 3세대 4D 제품으로 업계 최고 수준의 웨이퍼 당 생산 칩 수를 확보했는데요. 이를 통해 비트 생산성은 이전 세대보다 35% 이상 향상돼 차별화된 원가경쟁력을 갖출 수 있게 됐습니다.

 

2분할 셀 영역 선택 기술을 새롭게 적용해 셀(Cell)에서의 읽기 속도는 이전 세대 보다 20% 빨라졌습니다. 또한 공정 수 증가 없이 속도를 높일 수 있는 기술도 적용해 데이터 전송 속도는 33% 개선된 1.6Gbps를 구현했습니다.

 

SK하이닉스는 내년 중반, 최대 읽기 속도 약 70%, 최대 쓰기 속도 약 35%가 향상된 모바일 솔루션 제품을 시작으로 소비자용 SSD와 기업용 SSD를 순차적으로 출시하는 등 응용처별 시장을 확대해 나갈 예정입니다.

 

낸드플래시는 층수가 높아지면서 셀 내부의 전류 감소, 층간 비틀림 및 상하 적층 정렬 불량(Stack misalignment)에 따른 셀 분포 열화 현상 등이 발생하게 됩니다.

 

SK하이닉스는 이러한 어려움을 ▲ 셀 층간 높이 감소 기술 ▲ 층별 변동 타이밍(Timing) 제어 기술 ▲ 초정밀 정렬(alignment) 보정 등 혁신적인 기술로 극복하고 업계 최고 수준의 176단 낸드를 개발했습니다.

 

또한 176단 4D 낸드 기반으로 용량을 2배 높인 1Tb(테라비트) 제품을 연속적으로 개발해 낸드플래시 사업 경쟁력을 높여 나간다는 방침입니다.

 

최정달 SK하이닉스 낸드개발 담당은 “낸드플래시 업계는 집적도 향상과 생산성 극대화를 동시에 달성하기 위해 기술 개발에 매진하고 있다”며 “SK하이닉스는 4D 낸드의 개척자로서 업계 최고의 생산성과 기술력으로 낸드플래시 시장을 선도해 나갈 것”이라고 말했습니다.

 

한편, 시장조사기관 옴디아는 2020년 4318억GB인 낸드플래시 시장이 2024년에는 1만 3662억GB로 확대돼 연평균 33.4% 성장할 것으로 예상하고 있습니다.

 

☞ 용어설명

 

4D 낸드- SK하이닉스는 2018년 96단 낸드플래시부터 CTF 셀 구조와 PUC 기술을 결합해 성능과 생산성을 동시에 구현한 차별성을 강조하기 위해 ‘4D 낸드플래시’로 명명.

 

CTF (Charged Trap Flash)- 전하를 도체(①)에 저장하는 플로팅 게이트(Floating Gate)와 달리 전하를 부도체(②)에 저장해 셀간 간섭 문제를 해결한 기술로, 플로팅게이트 기술보다 단위당 셀 면적을 줄이면서도 읽기, 쓰기 성능을 높일 수 있는 것이 특징. 대부분의 3D 낸드 업체는 CTF를 채용 중임.

 

PUC(Peri Under Cell)- 주변부(Peri.) 회로를 셀 회로 하단부에 배치해 생산효율을 극대화하는 기술.

 

2분할 셀 영역 선택 기술- 낸드플래시 회로에서 워드라인(Word Line)은 셀(Cell)에 전압을 인가하는 역할을 하고 있음. 적층수가 높아질수록 셀의 층고를 낮추기 위해 워드라인도 얇게 구현하는데, 이때 워드라인에 인가되는 저항이 커지면 속도에 영향을 받게 됨. 워드라인에 연결된 셀을 기존 대비 절반으로 분할해 저항을 낮춤에 따라 전압인가 시간을 단축하고 읽기 동작 속도를 향상시킴.

 

셀(Cell) 층간 높이 감소 기술- 적층 수가 높아지면 셀 형성을 위한 구멍을 뚫기 어려워지고, 저항 증가 및 전류 감소로 성능과 신뢰성을 확보하기 어려워 짐. 이를 해결하기 위해서는 층간 높이를 최대한 낮추는 것이 필요하나 이 경우, 셀간 간섭이 심해지고 공정 불량이 발생할 가능성이 높아짐. 셀 층간 높이 감소 기술은 층간 높이를 낮추면서도 성능/신뢰성의 열화를 억제하는 공정과 설계 기술로 176단의 층간 높이를 획기적으로 낮추면서도 경쟁력 있는 성능·신뢰성을 확보함.

 

층별 변동 타이밍 제어- 적층 수는 높이고 층고를 낮추다 보면 층간 비틀림 현상 증가와 더불어 셀 산포 열화가 많아짐. 이러한 공정 열화로 각 층별 성능과 신뢰성이 저하되는 현상이 발생함. 이를 해결하기 위해 각 층별 특성에 따라 가하는 전압의 양과 시간을 조절해 셀 특성을 균일하게 유지하고 성능과 신뢰성을 높이는 기술.

 

초정밀 정렬(alignment) 보정 기술- 업계는 적층 수가 높아짐에 따라 셀 형성을 위한 구멍을 한번에 뚫을 수가 없어 두 번에 걸쳐 뚫는 더블 스택(Double Stack) 공정을 활용하고 있음. 이때 상하부 간 어긋남을 최소화하는 것이 더블 스택 기술의 핵심임. 상하부가 바르게 정렬되지 않으면 상하부 간 전류 흐름이 원활하지 않게 되며 열화 현상도 발생해 수율과 성능·신뢰성이 감소하게 됨.

 

SK하이닉스는 2017년 72단 제품부터 적용해온 더블 스택 기술을 이번 176단 제품에도 적용했으며 그간의 노하우를 기반으로 공정 상 정렬 불일치(misalignment)를 실시간으로 파악하고 구멍의 위치와 크기를 자동으로 보정해주는 기술을 고도화 함.

 

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권지영 기자 eileenkwon@inthenews.co.kr

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[위기의 HLB] ①‘FDA 쇼크-공매도 쾌재’ 재현…5년전 데자뷔

[위기의 HLB] ①‘FDA 쇼크-공매도 쾌재’ 재현…5년전 데자뷔

2024.05.25 10:00:00

인더뉴스 김대웅 기자ㅣ진양곤 회장이 이끌고 있는 HLB그룹이 또다시 위기에 봉착했다. 이번에도 항암 후보물질 리보세라닙발(發) 악재다. 회사 측이 신약 허가에 대한 기대감을 드높이면서 주가가 하늘 높은 줄 모르고 치솟았던 터라 충격이 더 컸다. HLB 시가총액은 두달 전 16조원대까지 치솟았다가 현재 6조원대로 쪼그라들었다. 3개월간 공식 IR만 15차례..영업익 2조 제시 24일 한국거래소 및 금융투자업계에 따르면, HLB 주가는 이번 한주 간 24%대의 하락률을 기록했다. 지난주(-33%)에 이어 2주 연속 급락세를 이어간 것. 특히 지난 17일과 20일 이틀 연속 하한가의 충격이 컸다. 주가 변동성이 극심해지자 하루 거래대금이 수천억원에 달할 정도로 개인 투자자들의 관심도 뜨겁다. 지난 21일에는 하루 거래대금이 1조원을 넘어서기도 했다. "천하제일 단타 대회가 열렸다"는 우려 섞인 표현이 등장할 정도다. 진 회장을 비롯해 HLB 측은 올 들어 꾸준히 신약 허가에 대한 자신감을 내비치며 주가 부양의 지렛대 역할을 해왔다. 임상에서 리보세라닙과 캄렐리주맙 병용투여 요법에 부작용이 없다는 점을 강조했고, 3년 내 점유율 50% 이상과 영업이익 2조원대를 기록할 수 있다는 계산도 내놨다. 코스피 이전 상장도 추진하고 있다고 밝히며 기대치를 끌어올렸다. 회사 측은 올 들어 공식 기업설명회(IR)만 15차례를 가졌다. 지난해 같은 기간에는 두 차례에 불과했다. 이같은 배경 하에 HLB 주가는 올 들어서만 최대 150%대 급등세를 나타내며 한때 시총 16조원대의 공룡이 됐다. 주총까진 좋았는데..늘어난 대차거래 지난해 11월부터 전면 금지된 공매도도 주가 방향 전환의 모멘텀이 됐다. 하루 수십억원에 달하던 공매도 물량이 사라지자 주가에 탄력이 붙었다. 일부 손절매하는 숏커버(공매도 상환) 물량도 힘을 보탰다. 하지만 이번 사태로 졸지에 정반대 상황이 펼쳐지게 됐다. 현재도 HLB 공매도 잔고수량은 여전히 300만주를 넘어서고 있다. 지난 16일(하한가 직전일) 기준 공매도 잔고는 3000억원대에 달한다. 1년전 400만여주에 달했던 공매도 수량은 지난해 10월 들어 900만주를 넘어서는 등 가파르게 증가하며 HLB 주가를 짓눌렀다. 이에 진 회장은 적극적인 IR과 홍보 활동으로 기대감을 끌어올리며 주가를 떠받쳤고, 11월 공매도 전면 금지라는 천운이 따라주며 공매도는 급격히 줄기 시작했다. 롱포지션(주가 상승에 베팅)과 숏포지션(주가 하락에 베팅) 간 치열한 힘겨루기 상황에서 신규 공매도가 불가능해지자 롱포지션이 완전한 승기를 잡았다. 지난해 11월 3만원 초반대였던 HLB 주가는 올해 3월말 12만원대까지 치솟았다. 이에 HLB에 투자한 개인들도 환호했다. 주가 급등으로 인해 지난 3월 주주총회장은 축제를 방불케 했다. 리보세라닙 FDA 승인은 기정 사실로 여겨졌고, 주주들은 "우리 고니 하고 싶은 거 다해"(고니=진양곤 회장)라는 플래카드를 내걸며 진 회장을 추켜세웠다. HLB 주가는 주총 직전 고점을 찍은 뒤 현재 반토막 이하로 추락한 상태다. HLB 공매도 잔고는 최근 주가 급락으로 축소됐음에도 여전히 에코프로와 에코프로비엠에 이어 세번째(코스닥)로 많다. 특히 최근 분위기 반전으로 '잠재적 공매도 물량'으로 불리는 대차잔고가 늘고 있다. HLB는 하한가 쇼크 직전일부터 이후 4거래일 동안 120만주가 넘는 신규 대차거래가 발생했다. 상환 수량은 하루 2만~8만 수준에 그친다. 이에 7% 후반대였던 대차잔고비율이 8.5%까지 높아졌다. 코스닥 시장에서 최근 일주일 간 대차거래 체결(주수) 1위 역시 HLB다. HLB생명과학은 74만여주로 3위에 올랐다. 1개월, 3개월 또는 6개월 기준으로 보면 에코프로가 부동의 1위이지만 최근 일주일 사이에는 HLB그룹주가 상위에 랭크되는 모습이다. 현재 국내 주식시장은 모든 종목에 대한 공매도를 금지하고 있지만 예외적으로 LP(유동성 공급자, 주로 증권사)에 대해서는 허용하고 있다. 한편 국내 증시에서는 지난해 11월 금융당국이 올해 6월 말까지 공매도 거래를 중단하는 조치 이후 꾸준히 감소하던 외국인 투자자의 차입 비중이 지난 3월을 기점으로 다시 늘어나는 흐름이 나타나고 있다. '주가 급등 후 쇼크'..5년 전과 닮은꼴 주요 신약 후보물질인 리보세라닙발 쇼크와 그에 따른 공매도 투자자의 환호는 5년 전과 유사한 패턴이다. 지난 2019년 6월 진 회장은 기업설명회를 열고 리보세라닙의 글로벌 임상 3상 결과가 목표치에 도달하지 못했다고 발표하며 시장에 충격을 줬다. 이 발표로 HLB 주가는 이틀 연속 하한가로 내리꽂았다. 주가가 2017년 3배 가량, 2018년 2배 이상 오른 상태에서 일어난 일이다. 당시에는 현재보다 공매도가 더욱 기승을 부리던 시기였다. 발표 전부터 대차거래가 증가세를 보이며 대차잔고비율이 30%를 넘어서기도 했다. 충격적인 발표 내용은 결과적으로 공매도 주체에게 큰 수익을 안겨다 줬다. 그 무렵 신라젠, 헬릭스미스 등 주목받던 바이오주들이 잇달아 실망스러운 임상 결과를 발표했고 공교롭게도 발표 직전 일제히 공매도가 급증해 논란이 일기도 했다. 시가총액 규모가 크고 대규모 공매도 거래가 이뤄지는 바이오주에는 임상 실패 등에 대한 사전 정보 유출 가능성이 끊임없이 제기된다. 금융투자업계 관계자는 "시총이 커진 바이오주들의 경우 임상이나 승인 결과가 실망스럽게 나오면 주가가 급락해 공매도로 단기간 큰 이익을 보는 경우가 많다"며 "과거 바이오주들의 실패 발표 전 공매도 급증은 공교로운 측면이 많았다"고 지적했다. 한편, HLB는 지난해 1250억원의 영업손실과 2060억원의 순손실을 기록했다. 지난 5년간 누적 적자(연결 영업손익 기준)는 4100억원을 넘어선다. 운영비를 충당하고 자본 규모를 유지하기 위해 회사는 매년 전환사채(CB)나 신주인수권부사채(BW)와 같은 메자닌을 발행하거나, 3자배정 유상증자 또는 주주배정 유상증자를 통해 자금을 조달하고 있다. 이를 바탕으로 HLB는 리보세라닙에 대한 첫 투자 이후 16년째 연구개발을 이어오고 있다.


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