HBM 매출, 지난해 대비 3배 이상 증가…HBM4E 준비도 착착
[더팩트ㅣ이성락 기자] 삼성전자는 세계 최초로 업계 최고 성능의 6세대 고대역폭메모리인 HBM4를 양산 출하하며 본격적인 HBM4 시장 선점에 나섰다고 12일 밝혔다.
삼성전자는 HBM4 개발 착수 단계부터 JEDEC 기준을 상회하는 성능 목표를 설정하고 개발을 추진해 왔다. 이번 제품에는 최선단 공정 1c D램(10나노급 6세대)을 선제적으로 도입해 재설계 없이 양산 초기부터 안정적인 수율과 업계 최고 수준의 성능을 확보했다.
JEDEC는 반도체 표준을 제정하는 국제 산업 표준 기구다.
황상준 삼성전자 메모리개발담당 부사장은 "삼성전자 HBM4는 기존에 검증된 공정을 적용하던 전례를 깨고 1c D램 및 파운드리 4나노와 같은 최선단 공정을 적용했다"며 "공정 경쟁력과 설계 개선을 통해 성능 확장을 위한 여력을 충분히 확보함으로써, 고객의 성능 상향 요구를 적기에 충족할 수 있었다"고 말했다.
삼성전자는 HBM4 기술 경쟁력 강화를 위해 1c D램을 적용하는 동시에, 베이스 다이의 특성을 고려해 성능과 전력 효율 측면에서 유리한 4나노 공정을 적용했다. 베이스 다이는 HBM 적층 구조의 가장 아래에 위치해 전력·신호를 제어하는 기반 칩이다.
그 결과 삼성전자 HBM4는 JEDEC 업계 표준인 8Gbps를 약 46% 상회하는 11.7Gbps의 동작 속도를 안정적으로 확보했다. 이는 전작 HBM3E의 최대 핀 속도인 9.6Gbps 대비 약 1.22배 향상된 수치이며, 최대 13Gbps까지 구현이 가능해 AI 모델 규모가 커질수록 심화되는 데이터 병목을 효과적으로 해소할 것으로 기대된다.
삼성전자의 HBM4는 단일 스택 기준 총 메모리 대역폭을 전작 HBM3E 대비 약 2.7배 향상된 최대 3.3TB/s 수준으로 끌어올렸다. 고객사 요구 수준인 3.0TB/s를 상회하는 성능을 확보한 셈이다.
삼성전자의 HBM4는 12단 적층 기술을 통해 24~36GB의 용량을 제공하며, 고객사의 제품 일정에 맞춰 16단 적층 기술을 적용, 최대 48GB까지 용량을 확장할 계획이다.
이와 함께 삼성전자는 데이터 전송 I/O(Input/Output) 핀 수가 1024개에서 2048개로 확대됨에 따라 발생하는 전력 소모와 열 집중 문제를 해결하기 위해, 코어 다이에 저전력 설계 기술을 적용했다.
또한, TSV 데이터 송수신 저전압 설계 기술 적용과 전력 분배 네트워크(PDN) 최적화를 통해 전 세대 대비 에너지 효율을 약 40% 개선했으며, 열 저항 특성은 약 10%, 방열 특성은 약 30% 향상시켰다.
삼성전자 관계자는 "HBM4는 데이터센터 환경에 최적화된 최고 수준의 성능과 안정적인 신뢰성을 동시에 갖췄다"며 "고객사는 삼성전자의 HBM4를 통해 GPU 연산 성능을 극대화하는 한편, 서버·데이터센터 단위의 전력 소모와 냉각 비용을 절감하는 효과를 기대할 수 있다"고 설명했다.
삼성전자는 세계에서 유일하게 △로직 △메모리 △파운드리 △패키징 등을 아우르는 '원스톱 솔루션'을 제공할 수 있는 IDM(Integrated Device Manufacturer) 반도체 회사다.
회사는 이러한 역량을 바탕으로 품질과 수율을 동시에 확보한 최고 수준의 HBM을 지속해서 개발해 나갈 방침이다.
삼성전자는 글로벌 주요 GPU 및 자체 칩을 설계·개발하는 차세대 ASIC 기반 하이퍼스케일러 고객사들로부터 HBM 공급 협력 요청을 지속해서 받고 있으며, 이들과의 기술 협력을 더욱 확대해 나갈 방침이다.
삼성전자는 올해 HBM 매출이 지난해 대비 3배 이상 증가할 것으로 보고 있다.
나아가 HBM4E도 철저히 준비한다는 계획이다. 해당 제품은 내년 하반기 샘플 출하 예정이다. HBM4E는 HBM4의 기본 구조를 기반으로, 동작 속도·대역폭·전력 효율을 한층 끌어올린 차세대 고대역폭메모리다.
삼성전자 관계자는 "HBM4 양산 과정에서 확보한 1c 공정 기반의 품질과 공급 안정성은 향후 HBM4E 및 Custom HBM 등 고부가 제품으로의 전환 과정에서도 중요한 경쟁 요소가 될 것"이라고 기대했다.
rocky@tf.co.kr
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