AI 핵심 요약
beta- 삼성전자가 1일 타이베이서 CUBE 전략을 공개했다
- 메모리 용량·대역폭은 늘리고 전력·발열은 줄인다
- HBM5·zHBM·zNAND-O로 AI 메모리 주도권을 노린다
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용량·대역폭·전력효율 동시 개선…AI 시대 메모리 주도권 강화
[서울=뉴스핌] 조민교 기자 = 삼성전자가 메모리 반도체의 용량과 대역폭을 높이면서 전력 소모와 발열은 줄이는 차세대 기술 전략을 공개했다. 고대역폭메모리(HBM)를 넘어 기존 D램과 낸드의 한계를 보완하는 새로운 메모리까지 개발해 인공지능(AI) 시대의 메모리 주도권을 강화한다는 구상이다.
삼성전자는 1일 대만 타이베이에서 열린 '세미콘 타이완 2026' 사전 행사인 '메모리 이그제큐티브 서밋(Memory Executive Summit)'에서 이 같은 내용의 'CUBE' 전략을 발표했다.
세미콘 타이완은 국제반도체장비재료협회(SEMI)가 주관하는 글로벌 반도체 행사다. 올해 본 행사는 2일부터 4일까지 열리며 이에 앞서 글로벌 메모리 업계 관계자들이 모여 기술과 시장 전략을 공유하는 행사가 진행됐다.
최장석 삼성전자 DS부문 메모리사업부 상품기획팀장 상무는 기조연설에서 CUBE를 ▲용량(Capacity) ▲활용 최적화(Utilization) ▲대역폭(Bandwidth) ▲효율(Efficiency)을 뜻하는 차세대 메모리 전략으로 제시했다.
핵심은 메모리를 평면에서 넓히는 대신 수직으로 쌓아 성능을 끌어올리는 것이다. 제한된 반도체 기판 면적 안에서 더 많은 데이터를 저장하고, 메모리와 연산을 담당하는 로직 사이의 거리를 줄여 데이터 이동 속도까지 높이겠다는 것이다.
최 상무는 용량과 관련해 "더 이상 PCB 면적에 제한되지 않고 보드 면적을 키우지 않은 채 수직으로 확장해 메모리 용량을 늘릴 것"이라고 말했다.
단순히 메모리를 높게 쌓는 데 그치지 않고 각 층의 배치를 최적화하는 기술도 강조했다. 그는 "3D는 단순히 쌓는 것이 아니라 각 층을 어떻게 활용하느냐가 핵심"이라며 "데이터 처리 지연을 줄이기 위해 로직과 메모리 배치를 최적화하고 있다"고 설명했다.
메모리를 수직으로 연결하면 데이터가 이동해야 하는 거리도 짧아진다. 최 상무는 이를 "수직 고속도로"에 비유하며 다이 사이의 거리를 대폭 줄여 대역폭을 높일 수 있다고 설명했다. 동시에 데이터 1비트를 이동시키는 데 필요한 에너지를 줄여 와트당 성능도 높일 계획이다.
◆ HBM5 넘어 'zHBM'까지…성능 8배 목표
삼성전자는 CUBE 전략을 기반으로 HBM을 비롯한 차세대 AI 메모리 개발 속도도 높이고 있다.
현재 개발 중인 HBM5는 HBM4E와 비교해 성능을 2배 높이고 와트당 성능은 20% 개선하는 것이 목표다. 열이 얼마나 쉽게 빠져나가는지를 나타내는 열 저항도 20% 낮춰 AI 가속기의 고성능화에 따른 발열 문제에 대응한다.
HBM 이후를 겨냥한 'zHBM'도 개발한다. 삼성전자가 이날 제시한 목표에 따르면 zHBM은 HBM4E 대비 성능을 8배, 와트당 성능을 3배 높인다. 열 저항은 75~90% 낮춰 성능과 전력 효율, 발열 관리 능력을 동시에 끌어올릴 계획이다.
D램과 낸드 사이의 성능과 용량 격차를 메울 새로운 제품도 준비하고 있다.
'zNAND-O'는 D램보다 비트 밀도를 10배 높여 대규모 데이터를 저장하면서도 낸드보다 읽기 대역폭과 전력 효율을 7배 높이는 것이 목표다. 생성형 AI와 거대언어모델(LLM)이 처리해야 하는 데이터가 급증하면서 D램의 빠른 속도와 낸드의 대용량 특성을 동시에 요구하는 시장을 겨냥한 제품이다. 삼성전자는 2028년부터 zNAND-O 샘플 공급을 시작할 계획이다.
◆ D램·낸드 1위 기반으로 AI 메모리까지 확대
삼성전자는 기존 D램과 낸드에서 확보한 생산능력을 기반으로 차세대 AI 메모리 시장까지 주도권을 확대한다는 방침이다.
카운터포인트리서치에 따르면 삼성전자는 올해 2분기 글로벌 D램 시장에서 매출 기준 39%의 점유율로 1위를 기록했다. SK하이닉스는 26%, 마이크론은 25%였다.
낸드 시장에서도 선두를 유지하고 있다. 트렌드포스에 따르면 삼성전자의 2분기 낸드 매출은 약 230억6000만달러로 전 분기보다 70.7% 늘었으며 시장점유율은 29.3%를 기록했다. AI 서버 확산에 따른 기업용 솔리드스테이트드라이브(SSD) 수요 증가가 실적 개선을 이끌었다.
생산능력도 업계 최대 수준이다. 시장조사업체 옴디아는 올해 삼성전자의 D램 생산능력을 300㎜ 웨이퍼 기준 연간 약 817만5000장으로 전망했다. SK하이닉스의 약 666만장, 마이크론의 약 360만장을 웃도는 규모다. 낸드 역시 삼성전자의 연간 웨이퍼 생산량이 약 477만장으로 SK하이닉스·솔리다임의 약 279만장보다 많을 것으로 예상했다.
삼성전자는 이 같은 생산 기반에 HBM5와 zHBM, zNAND-O 등 차세대 제품을 더해 범용 메모리부터 AI용 고부가 메모리까지 시장 대응력을 높인다는 계획이다.
mkyo@newspim.com
