삼성전자가 업계 최초로 D램 칩을 12단으로 쌓은 5세대 고대역폭 메모리 D램 개발에 성공했다. /삼성전자

[더팩트ㅣ이성락 기자] 삼성전자가 업계 최초로 36GB(기가바이트) HBM3E(5세대 HBM) 12H(12단 적층) D램 개발에 성공하고 고용량 HBM 시장 선점에 나선다.

삼성전자는 24Gb(기가비트) D램 칩을 TSV(실리콘 관통 전극) 기술로 12단까지 적층해 업계 최대 용량인 36GB HBM3E 12H를 구현했다고 27일 밝혔다. HBM3E는 5세대 고대역폭 메모리다.

HBM3E 12H는 초당 최대 1280GB의 대역폭과 현존 최대 용량인 36GB을 제공해 성능과 용량 모두 전작인 HBM3(4세대 HBM) 8H(8단 적층) 대비 50% 이상 개선된 제품이다.

삼성전자는 'Advanced TC NCF(열 압착 비전도성 접착 필름)' 기술로 12H 제품을 8H 제품과 동일한 높이로 구현해 HBM 패키지 규격을 만족시켰다.

이 기술을 적용하면 HBM 적층 수가 증가한다. 또 칩 두께가 얇아지면서 발생할 수 있는 휘어짐 현상을 최소화할 수 있는 장점이 있어 고단 적층 확장에 유리하다.

삼성전자는 NCF 소재 두께도 지속해서 낮춰 업계 최소 칩 간 간격인 7um(마이크로미터)를 구현했다. 이를 통해 HBM3 8H 대비 20% 이상 향상된 수직 집적도를 실현했다.

특히 칩과 칩 사이를 접합하는 공정에서 신호 특성이 필요한 곳과 열 방출 특성이 필요한 곳에 각각 다른 사이즈의 범프를 적용했다. 열 특성을 강화하는 동시에 수율도 극대화한 것이다.

이번 12단 HBM3E를 사용할 경우 GPU(그래픽처리장치) 사용량이 줄어 기업들이 총소유 비용(TCO)을 절감할 수 있다는 게 삼성전자의 설명이다.

예를 들어 서버 시스템에 HBM3E 12H를 적용하면 HBM3 8H를 탑재할 때보다 평균 34% AI 학습 훈련 속도 향상이 가능하며, 추론의 경우에는 최대 11.5배 많은 AI 사용자 서비스가 가능할 것으로 기대된다.

삼성전자는 HBM3E 12H의 샘플을 고객사에 제공하기 시작했으며, 상반기 양산할 예정이다.

배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획실장 부사장은 "삼성전자는 AI 서비스를 제공하는 고객사의 고용량 솔루션 니즈에 부합하는 혁신 제품 개발에 힘쓰고 있다"며 "앞으로 HBM 고단 적층을 위한 기술 개발에 주력하는 등 고용량 HBM 시장을 선도하고 개척해 나갈 것"이라고 말했다.

rocky@tf.co.kr