삼성전자, ‘초고성능, 초고용량, 초저전력’ HBM4 2025년 출시 예고

황상준 삼성전자 메모리사업부 DRAM개발실장 부사장이 2025년 고대역폭 메모리인 'HBM4'를 출시하는 등 고성능 반도체 및 메모리로 인공지능(AI) 시대 확장에 나서겠다고 밝혔다. 

황 부사장은 10일 삼성전자 반도체 뉴스룸 홈페이지에 기고문을 통해 "고성능 HBM은 AI 시대의 필수 요소"라며 "2025년을 목표로 HBM4를 개발 중"이리고 전했다.

이에 따르면 삼성은 2016년 세계 최초로 고성능 컴퓨팅(HPC) 향 HBM 사업화에 착수, 2017년 8단 적층 HBM2를 선보이며 당시 가장 빠른 속도의 메모리였던 GDDR5 대비 8배 빠른 속도를 구현했다. 3차원 스택 기술의 가능성을 선보인 것이다.

이후 HBM2E, HBM3를 양산한 것은 물론 9.8Gbps(초당 전송 기가비트) 속도의 HBM3E 제품을 개발, 고객사에 샘플 공급을 시작했다. HBM4와 더불어 2025년에는 고온 열특성에 최적화된 NCF(비전도성접착필름) 조립 기술과 HCB(하이브리드 본딩) 기술도 함께 도입 준비 중이다.

HBM(High Bandwidth Memory)은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 크게 끌어올린 제품으로, AI 성능을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 이와 관련, SK하이닉스는 지난 8월 세계 최고 사양의 ‘HBM3E’ 개발에 성공, 성능 검증 절차를 진행하기 위해 고객사에 샘플을 공급하기 시작했다고 밝혔다.

따라서 삼성은 이를 뛰어넘는 HBM4를 출시, 주도권을 가져오겠다는 의지를 밝힌 셈이다.

삼성은 올해 초에는 첨단 패키지 기술 강화 및 사업부간 시너지를 극대화하기 위해 AVP(언드밴스드 패키지) 사업팀을 출범한 바 있다. HBM 및 2.5차원, 3차원 첨단 패키지 솔루션을 포함한 첨단 맞춤형 턴키 패키징 서비스도 제공해 AI와 HPC 시대 최적의 솔루션을 선보일 예정이다.

황 부사장은 AI 서비스에는 충분한 메모리도 필수적이라고 강조했다. 지난달 발표한 32Gb(기가비트) DDR5 D램은 40년 전 개발한 64Kb(킬로비트) D램 대비 용량이 50만배 크다. 동일 패키지 사이즈에서 구조 개선만으로 16Gb D램 대비 2배 용량을 구현, TSV(실리콘 관통 전극) 공정 없이 128GB(기가바이트) 모듈 제작이 가능해졌다. 결과적으로 소비 전력을 10%까지 개선할 수 있다. 

이번 D램으로 최대 1TB(테라바이트) 모듈 구현도 가능해져 고용량을 필요로 하는 데이터센터뿐 아니라 향후 MRDIMM, CXL 등 차세대 메모리 솔루션에서도 유용할 것이라고 전했다. 게다가 DDR5 규격의 12나노급 D램은 전 세대 제품 대비 생산성이 약 20% 향상했다. 최고 동작 속도 7.2Gbps를 지원, 이는 1초에 30GB 용량 UHD 영화 두 편을 처리할 수 있는 속도다. 

이 외에도 2018년 세계 최초로 메모리 내 연산이 가능한 HBM-PIM(지능형 메모리)을 개발, 최근 CXL(Compute Express Link) 인터페이스를 사용하는 CXL D램에서 PIM 아키텍처를 구성하는 연구도 함께 진행하고 있다.

소형화, 저전력의 특성과 탈부착의 장점을 모두 갖춘 LPCAMM(Low Power Compression Attached Memory Module)도 최근 개발해 성능은 최대 50%, 전력 효율은 최대 70%까지 개선했다. 향후 PC, 노트북 등 모바일 장치 외에도 데이터센터 등 다양한 응용처에서 활용할 수 있을 것으로 보인다고 전했다. 

마지막으로 황 부사장은 "삼성전자는 지난 40여 년간 끊임없는 변화와 혁신을 통해 기술 초격차를 달성해 왔다"라며 "앞으로도 초격차 DNA를 바탕으로 기술적 한계를 극복해 세상에 없는 다양한 메모리 솔루션 제품을 개발해 나갈 것"이라고 밝혔다.

"특히 D램 시장의 큰 변곡점이 될 10나노 이하 공정을 기반으로 AI 시대에 세상이 원하는 초고성능, 초고용량, 초저전력 메모리 제품을 제공할 계획"이라고 강조했다.

장세민 기자 semim99@aitimes.com