"cHBM·zHBM 준비" 자신감 붙은 삼성, 차세대 반도체 공개(종합)

(서울=뉴스1) 최동현 기자

"동일한 전력 소모로 2.8배 성능을 내는 '삼성 커스텀 HBM', HBM을 3D로 적층한 'zHBM'을 준비하고 있습니다."

송재혁 삼성전자(005930) 디바이스솔루션(DS)부문 최고기술책임자(CTO) 사장이 "처음으로 차세대 제품에 대해 조금 소개하겠다"며 풀어낸 삼성전자의 미래 반도체 아키텍처 중 일부다. 삼성전자가 차세대 제품 로드맵을 공개한 것은 1년여 만이다. 6세대 고대역폭메모리(HBM4)를 세계 최초로 출하하며 '기술력 자신감'을 되찾았다는 평가다.

송재혁 사장은 11일 서울 강남구 코엑스에서 열린 '세미콘 코리아 2026' 기조연설에서 "에이전트 AI(인공지능)를 넘어 피지컬 AI로 발전하는 과정에서 워크로드(데이터 연산량)가 엄청나게 증가할 것으로 본다. 삼성전자는 메모리 밴드위스(Bandwidth·대역폭)의 제약을 상당히 감소시킬 수 있는 기술을 개발하고 있다"며 이같이 말했다.

송 사장은 삼성전자가 메모리부터 파운드리(반도체 위탁생산), 패키지를 아우르는 유일한 종합반도체기업(IDM)임을 강조하면서 "특별하고 강력한 삼성 반도체만의 시너지 공동 최적화(코옵티마이제이션)를 보여줄 계획"이라고 강조했다. 설계와 공정, 메모리, 패키징을 아우르는 통합 설루션으로 선행 기술을 주도하겠다는 설명이다.

차세대 HBM 아키텍처인 'cHBM'과 'zHBM'의 개발 현황도 소개했다.

송 사장은 "다이투다이 인터페이스 IP를 선도적으로 도입해 더 많은 대역폭을 확보할 수 있는 커스텀HBM을 준비하고 있다"며 "I/O(입출력) 개수는 줄이면서도 전력 소모는 반으로 줄일 수 있는 실험 결과들을 확보하고 있다"고 말했다.

이어 "여기서 한단계 더 나아가 그래픽처리장치(GPU)가 담당하는 일정 포션을 베이스다이가 담당하게 하는 '삼성 커스텀 HBM'도 생각 중"이라며 "이는 커스텀 HBM과 동일한 전력 소모로 2.8배의 퍼포먼스를 낼 수 있도록 개발 중"이라고 강조했다.

zHBM에 대해선 "AI 기술이 폭발적으로 증대하려면 다이 투 다이 본딩보다 웨이퍼 투 웨이퍼 본딩을 멀티풀하게 하는 다양한 기술이 필요하다"며 "피지컬 AI 시대 필요한 양의 대역폭이나 전력 효율 등에서 큰 혁신을 다시 한번 이룰 기술"이라고 설명했다.

삼성전자는 AI 데이터센터에서 칩 간 연결 속도를 높이기 위해 '광신호' 패키징 기술도 준비하고 있다. 송 사장은 "디바이스, 공정, 패키지, 설계를 함께 묶어 고객 가치를 최대한 높이는 게 삼성의 목표"라며 "AI 시대의 폭발적 수요를 지원하겠다"고 말했다.

송 사장은 차세대 HBM 개발을 위한 '하이브리드 코퍼 본딩'(HCB) 기술 도입 계획도 밝혔다. HCB는 칩과 칩을 범프(돌기) 없이 직접 접합하는 기술로 차세대 패키징의 핵심으로 꼽힌다. 칩 두께를 얇게 하고 칩 간 거리를 줄여 데이터 교환 속도를 획기적으로 높이고 전력 효율성을 개선할 수 있다.

송 사장은 "HBM 12단, 16단에서 HCB 기술을 적용했을 때 (기존 열압착(TCB) 방식보다) 열저항을 20% 이상, 베이스다이 온도를 12% 이상 줄일 수 있는 결과들을 준비하고 있다"며 "어느 시점에 HCB를 HBM 실제 사업에 적용할지는 모르지만 가장 효과적인 것으로 준비할 수 있도록 하고 있다"고 했다.

송 사장은 삼성전자가 이달 셋째 주 양산 출하하는 HBM4에 대해 강한 자신감을 숨기지 않았다. 그는 이날 기조연설에 참석하기 전 기자들과 만난 자리에서 "세계에서 가장 좋은 기술력으로 대응했던 삼성의 모습을 다시 보여드리게 됐다"고 했다.

송 사장은 HBM4에 대한 고객사 반응이 매우 만족스러웠다고 강조하면서 "(삼성전자가) 기술에 있어선 최고다", "차세대 HBM4E, HBM5에서도 업계 1위가 될 수 있도록 기술을 준비하고 있다"고 했다.

dongchoi89@news1.kr