삼성전자가 기존 소재에 대한 발상의 전환을 통해 전력 소모를 최대 96% 줄이는 낸드플래시 기술을 개발했다.

삼성전자는 27일 SAIT(삼성종합기술원)와 반도체연구소 연구진 34명이 공동 저자로 참여한 ‘저전력 낸드플래시 메모리용 강유전체 트랜지스터’ 논문이 세계적 학술지 네이처에 게재됐다고 밝혔다.

연구는 강유전체 소재를 활용해 셀 스트링 구동 시 전력 소모를 획기적으로 줄일 수 있는 메커니즘을 세계 최초로 규명한 것이다. 삼성전자는 이 강유전체 기반 구조를 통해 기존 대비 최대 96%의 전력 절감 가능성을 확인했다고 설명했다.

기존 낸드플래시는 셀에 전자를 주입하는 방식으로 데이터를 저장한다. 저장 용량을 늘리려면 셀의 개수, 즉 적층 단수를 늘려야 한다. 그러나 적층이 높아질수록 읽기·쓰기 전력 소모도 함께 증가하는 한계가 있다.

삼성전자 연구진은 산화물 반도체의 특성과 강유전체 기술을 결합해 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 셀 구조를 제시했다. 삼성전자 연구 측은 “현존 최고 수준인 셀당 5비트 고용량을 유지하면서도 전력 소모를 대폭 낮출 수 있는 기술적 기반이 마련됐다”고 평가했다.

AI 기술이 확장될수록 더 많은 데이터를 저장하고 처리해야 하는 스토리지의 역할은 점점 중요해지고 있다. 데이터센터에서는 학습 데이터와 모델 상태 정보를 안정적으로 저장할 수 있는 고용량 SSD 수요가 증가하고 있고, 스마트폰과 PC 등 소비자 기기 또한 온디바이스 AI 기능 강화에 따라 저장·학습·추론을 동시에 수행하는 구조로 변화하고 있는 것이다.

트렌드포스에 따르면 2025년 2분기 삼성전자 낸드플래시 매출은 전 분기 대비 23.8% 증가한 약 52억달러(약 7조6000억원), 시장 점유율은 32.9% 수준으로 1위다. 삼성전자는 “해당 기술이 상용화되면 대규모 AI 데이터센터부터 모바일·엣지 AI 시스템까지 다양한 분야에서 전력 효율을 크게 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 했다