삼성, 전력 소모 96% 줄인 낸드 기술 개발

삼성, 전력 소모 96% 줄인 낸드 기술 개발

박지민 기자

입력 2025.11.28. 09:05업데이트 2025.11.28. 16:56

논문에 참여한 삼성전자 SAIT 연구진. /삼성전자

인공지능(AI) 열풍으로 데이터 저장 수요가 급증하는 가운데 삼성전자가 기존 낸드플래시 대비 최대 96% 전력 소모를 절감할 수 있는 기술을 개발했다

삼성전자 SAIT(전 종합기술원)와 반도체연구소 소속 연구진 34명은 강유전체와 산화물 반도체를 결합한 낸드플래시 구조를 구현했다고 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처에 27일 게재됐다.

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.

삼성 연구팀은 강유전체와 산화물 반도체의 특성에서 해결 실마리를 찾았다. 강유전체는 외부 전압을 꺼도 내부 분극 상태가 유지되는 물질이다. 트랜지스터를 켜는 데 필요한 문턱 전압을 사실상 0에 가깝게 낮춰도 안정적으로 비트를 저장할 수 있는 것이다. 기존 낸드 대비 스트링 구조에서 최대 96%의 전력을 절감할 수 있는 가능성을 보였다. 현존 최고 수준인 셀당 5비트(bit)의 고용량을 확보하며 전력 소모를 기존 대비 낮출 수 있는 길이 열린 셈이다.

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.