삼성전자, 세계 최초 900단 3D NAND 프로토타입 개발… 2030년 1,000단 시대 연다

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450단 두 개를 하나로… CMB 기술로 세계 최초 달성

삼성전자가 세계 최초로 900단 초고층 3D NAND 플래시 메모리 프로토타입 개발에 성공했다. 핵심 기술은 셀 멀티 본딩(CMB, Cell Multi-Bonding)으로, 450단 V-NAND 웨이퍼 두 장을 하나의 칩으로 결합하는 방식이다. 마치 두 동의 초고층 빌딩을 하나로 합쳐 900층 건물을 만드는 것과 같은 개념으로, 단일 적층 방식의 한계를 새로운 접합 기술로 돌파한 것이다. 해당 프로토타입 샘플의 메모리 셀 동작 특성 검증도 완료됐다.

삼성전자, 세계 최초 900단 3D NAND 프로토타입 개발… 2030년 1,000단 시대 연다

두 가지 핵심 난제를 해결하다

900단 달성에는 두 가지 근본적인 기술 장벽이 있었다. 첫 번째는 웨이퍼 휨(Warpage) 문제로, 실리콘이 스트레스 하에서 물리적으로 휘어지는 현상이다. 삼성은 어퍼 척(Upper Chuck) 시스템을 재설계해 이를 해결했다. 두 번째는 나노미터 수준의 본딩 정렬 오차로, 새로운 오버레이 보정 기술로 극복했다.

여기에 비트라인과 워드라인 구조도 개선해 전력 소비와 칩 크기를 동시에 줄이는 성과도 거뒀다.

AI 시대의 스토리지 혁명… 밀도 1.6배 향상

삼성은 웨이퍼 본딩 아키텍처가 기존 설계 대비 단위 면적당 비트 밀도를 1.6배 높일 수 있을 것으로 전망하고 있다. AI 데이터센터에서 대용량·고속 낸드 수요가 폭발적으로 늘어나는 시점에, 같은 공간에 더 많은 데이터를 더 적은 전력으로 저장할 수 있는 기술이 나온 것이다.

현재 낸드 업계 적층 경쟁에서는 SK하이닉스가 321단 4D NAND로 시장을 선도하고 있고, 삼성 자체 최고 양산 제품은 286단 9세대 V-NAND다. 삼성의 10세대 V-NAND(약 430단)는 2026년 하반기 양산을 목표로 라인 구축이 진행 중이며, 900단 CMB 프로토타입은 아직 연구 개발 단계다.

2030년 1,000단 목표… 경쟁사들도 유사 기술 추격 중

이번 성과는 삼성이 2030년을 목표로 하는 1,000단 NAND 개발 경로와 정확히 맞물린다. 경쟁사들도 유사한 방향을 추진 중이다. 키옥시아는 ‘CMOS 다이렉트 본딩 투 어레이’ 기술로, 마이크론은 여러 단계를 한 번에 뛰어넘는 아키텍처로 각자의 경로를 밟고 있으며, 중국 YMTC도 300단을 향해 빠르게 달려오고 있다.

HBM 경쟁에서 SK하이닉스에 선두를 빼앗긴 삼성이 낸드 부문에서는 독보적 기술 리더십을 다시 각인시키는 성과다.

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