Micron의 G11 3D NAND는 400개 이상의 레이어를 적용해 비트 밀도를 두 배로 높였다고 알려졌으며, 42 Gb/mm²의 밀도와 5,400 MT/s의 인터페이스 속도를 구현해 고용량·고속 SSD를 겨냥한다.
마이크론의 차세대 3D NAND는 2027년 하반기에 양산에 들어갈 예정이며, 이번 주 열린 행사에서 회사는 이 제품이 세 가지 주요 장점을 제공할 것이라고 밝혔습니다. 저장 밀도를 두 배로 높이고, 현재 세대 NAND 메모리 대비 I/O 성능을 50% 향상시키며, 전력 소비를 줄인다는 것입니다. 이처럼 공격적인 목표를 달성하기 위해 마이크론은 YMTC의 선례를 따라 웨이퍼 온 웨이퍼 본딩을 도입할 계획입니다. 또한 마이크론은 G11 이후에도 3D NAND의 확장성을 이어가기 위해 새로운 소재와 더 조밀한 메모리 셀 구조를 개발하고 있습니다.
"우리는 비용 효율성이 맞는 적절한 시점에 웨이퍼 온 웨이퍼 본딩 기술을 도입하겠다고 언급한 바 있습니다. 이 기술은 당시 제품 사양에 중요한 역량을 제공하며, 지금이 바로 그 기술을 도입할 적기입니다." 마이크론의 사장이자 최고기술제품책임자인 스콧 드보어는 이번 주 회사 행사에서 이같이 말했습니다. "그래서 이 G11 기술은 세계에서 가장 진보된 NAND입니다. 내년 하반기에 본격적으로 램프업될 예정이며, 웨이퍼 온 웨이퍼 본딩 기술을 기반으로 합니다."
**G11: 400단 이상의 적층과 웨이퍼 본딩**
마이크론의 G11 3D NAND는 현재의 G9(N160) 세대에서 크게 진보한 제품입니다. 회사는 새 메모리가 G9 대비 대략 두 배의 비트 밀도(3D TLC 21 Gb/mm² → 3D TLC 42 Gb/mm²?)를 달성할 것으로 기대하며, 이는 키오시아의 BiCS10이나 삼성의 V10과 비교해도 획기적인 증가입니다. 또한 I/O 속도는 최대 50%(3,600 MT/s → 5,400 MT/s?) 증가하고, 비트당 데이터 전송 에너지 소비는 25% 이상 감소할 것으로 예상합니다.
이러한 개선은 클라이언트 및 데이터센터용 기존 대용량 SSD뿐만 아니라, 더 큰 대역폭과 에너지 효율을 요구하는 차세대 AI 지향 스토리지 장치에도 도움이 될 것입니다.
G11에 도입된 핵심 변화 중 하나는 웨이퍼 온 웨이퍼 본딩입니다. 이 기술을 통해 마이크론은 NAND 장치의 서로 다른 부분을 각기 다른 공정 기술을 사용하는 별도의 웨이퍼에서 제조할 수 있습니다. NAND 어레이를 만드는 새로운 3D NAND 노드와, 주변 회로와 I/O를 만드는 로직 제조 공정이 그것입니다. 이후 두 웨이퍼를 접합합니다. 회사는 여러 세대에 걸쳐 CMOS 언더 어레이 구조를 사용해 왔지만, 웨이퍼 본딩은 메모리 어레이와 주변 로직을 각각 독립적으로 최적화할 수 있는 추가적인 유연성을 제공합니다. 계획대로 진행된다면 이는 더 큰 용량과 더 높은 성능을 의미합니다.
또 다른 중요한 혁신은 400개가 넘는 NAND 적층으로의 전환입니다. 마이크론은 G11의 정확한 활성 워드라인 층수나 사용되는 메모리 데크 수를 공개하지 않았습니다. 다만 회사는 이 기술이 업계 최고 수준의 메모리 셀 피치를 갖출 것이라고 밝혔는데, 이는 밀도 향상이 추가 적층과 더 작은 셀 치수 모두에서 비롯될 것임을 시사합니다.
마이크론은 2027년, 즉 내년 하반기 대량 양산이 시작되는 시점에 가까워지면 G11에 관한 기술적 세부 사항을 더 공개할 계획입니다.
**G11 이후: 새로운 소재와 더 조밀한 메모리 셀**
마이크론은 단순히 적층을 늘리는 것이 아니라 세 가지 차원 모두에서 3D NAND의 확장을 계속할 것입니다. 기존의 3D NAND 확장은 처음에는 주로 메모리 층을 더하는 데 의존했지만, 앞으로의 세대에서는 제조 복잡성을 억제하면서 비트 밀도를 높이기 위해 X축과 Y축 방향의 셀 치수 축소도 필요해질 것입니다.
이를 위해 마이크론은 획기적인 고이동도 소재, 초고밀도 셀 구조, 그리고 더 에너지 효율적인 소자와 데이터 경로를 개발하고 있다고 설명합니다. 이 기술들은 트랜지스터 특성을 개선하고, 메모리 셀 치수의 추가 축소를 가능하게 하며, NAND 장치 내에서 데이터를 이동하는 데 필요한 에너지를 줄일 수 있습니다.
"G11 이후에도 우리는 강력한 로드맵을 갖고 있습니다. 오늘 자세히 말씀드리지는 않겠지만, 새로운 소재와 셀 구조의 고밀도화에 집중하고 있으며, 앞으로도 XYZ 방향의 확장에 계속 집중할 것입니다." 드보어의 말입니다. "[…] 현재 업계의 방향과 마이크론의 방향은 층을 추가하는 것과 셀 치수를 줄이는 것, 두 가지 모두를 통해 확장하는 것입니다."
회사는 G11 이후 세대에 대한 구체적인 아키텍처 세부 사항, 밀도 목표, 생산 일정을 공개하지 않았습니다. 그럼에도 불구하고 이 로드맵은 앞으로 NAND 확장이 층수 증가만이 아니라 소재, 셀 구조, 주변 회로의 혁신에 점점 더 의존하게 될 것임을 보여 줍니다. 다만 활성 층수는 저장 밀도를 높이는 가장 쉬운 방법이라고 할 수 있으므로, 특히 3D NAND 기반 스토리지에 대한 강한 수요를 고려하면 최고 층수를 향한 경쟁이 앞으로 몇 년간 크게 둔화될 가능성은 낮습니다.