"AI 칩 시장도 주도하겠다" 삼성전자 HBM3E D램 전격공개

【실리콘밸리=홍창기 특파원】

"고객·파트너와의 밀접한 협력으로 한계를 뛰어넘는 확장된 솔루션을 제공해 메모리 시장을 계속 선도할 것이다" 삼성전자 메모리사업부 이정배 사장
20일(현지시간) 미국 실리콘밸리 새너제이 맥에너리 컨벤션 센터(McEnery Convention Center)에서 개최된 '삼성 메모리 테크 데이 2023'에서 삼성전자가 또 한번 업계 최고의 기술 경쟁력을 뽐냈다. D램과 낸드플래시 시장에서 각각 1992년, 2002년부터 현재까지 1위를 지키고 있는 삼성전자의 자신감은 맥에너리 컨벤션 센터 곳곳에 전시된 최고사양 반도체 제품 샘플을 통해 드러났다. 전시된 삼성전자의 반도체 제품들은 변화된 시장의 요구에 답하기 위해 다양한 차세대 메모리 솔루션 개발과 글로벌 IT 기업과의 협력을 통해 메모리 반도체 부문의 선두를 놓지 않겠다는 삼성전자의 각오를 대변하는 듯 보였다.

AI 기술 이끌 초고성능 HBM3E D램 '샤인볼트' 첫 선

삼성전자는 이날 테크 데이에서 D램과 낸드의 최신 로드맵과 클라우드, 에지 디바이스, 차량 등 응용처별 차세대 메모리를 공개했다. 하이라이트는 AI(인공지능) 시대를 주도할 5세대 HBM(고대역폭 메모리) D램 제품인 초고성능 HBM3E D램 '샤인볼트'였다.

HBM) D램은 훨씬 더 빠른 데이터 전송을 가능하게 하는 고대역폭 메모리로 AI 붐을 타고 새로운 수요가 빠르게 생기고 있다. 시장조사업체 트렌드포스는 올해 전 세계 HBM 수요가 전년 대비 60% 증가하고 내년에는 30% 더 늘어날 것으로 예상했다.

월스트리트저널(WSJ)은 삼성전자가 최첨단 HBM 반도체로 관련 시장에서 더 큰 파이를 차지할 것이라고 WSJ는 전했다. HBM의 높은 판매가는 이익률 상승으로 이어질 수 있다는 진단이다.

삼성전자 관계자는 "'샤인볼트'는 데이터 입출력 핀 1개당 최대 9.8Gbps의 고성능을 제공한다. 이는 초당 최대 1.2TB 이상의 데이터를 처리할 수 있는 속도"라고 설명했다. 1.2TB는 30GB 용량의 UHD 영화 40편을 1초 만에 처리할 수 있는 속도다.

삼성전자는 NCF(비전도성 접착 필름·Non-conductive Film) 기술 최적화를 통해 '샤인볼트'에칩 사이를 빈틈없이 채워 고단 적층을 구현했다. 열전도 또한 극대화해 열 특성도 개선했다.

삼성전자 관계자는 "현재 HBM3 8단, 12단 제품을 양산 중인데 고객들에게 차세대 제품인 HBM3E도 샘플을 전달하고 있다"고 밝혔다. 삼성전자는 차세대 HBM D램과 최첨단 패키지 기술, 파운드리까지 결합된 맞춤형 턴키 서비스도 제공할 예정이다.

이와 관련, 이정배 사장은 "초거대 AI 시대는 기술 혁신과 성장의 기회가 교차하는 지점으로 업계에 더 큰 도약과 함께 도전의 시간이 될 것"이라며 "새로운 구조와 소재 도입을 통해 초거대 AI 시대에서 직면한 난제를 극복해 나가겠다"고 강조했다.

10나노 이하 D램 신구조 도입

지난 5월 12나노급 D램 양산을 시작한 삼성전자는 차세대 11나노급 D램도 업계 최대 수준의 집적도를 목표로 개발 중이라고 이날 발표했다.

삼성전자는 10나노 이하 D램에서 3D 신구조 도입을 준비중이다. 이를 통해 단일 칩에서 100Gb(기가비트) 이상으로 용량을 확장할 계획이다.

또한 삼성전자는 9세대 V낸드에서 더블 스택(Double Stack) 구조로 구현할 수 있는 최고 단수도 개발 중이다. 더블 스택은 구멍 하나를 낸 낸드(싱글 스택) 2개를 붙여 적층 단수를 높이는 기술로 삼성전자는 내년 초 양산을 위한 동작 칩을 성공적으로 확보했다.

삼성전자 관계자는 "셀의 평면적과 높이를 감소시켜 체적을 줄이고 단수를 높이는 핵심 기술인 채널 홀 에칭으로 1000단 V낸드 시대를 준비해 나갈 것"이라고 강조했다.

고성능·저전력과 다양한 폼팩터 공개

삼성전자가 업계 최초로 개발한 7.5Gbps(초당 전송되는 기가비트 단위의 데이터) LPDDR(저소비전력) 5X CAMM2(Compression Attached Memory Module)은 차세대 PC·노트북 D램 시장의 판도를 바꿀 게임체인저로서 이날 참석자들의 이목을 집중시켰다.

삼성전자는 9.6Gbps LPDDR5X D램을 비롯해 온디바이스 AI(On-Device AI)에 특화된 LLW(Low Latency Wide I/O) D램, 차세대 UFS 제품 , PC용 고용량 QLC SSD BM9C1 등도 함께 공개했다.

삼성전자는 스토리지 가상화를 통해 하나의 SSD를 분할해 여러 개의 SoC가 사용할 수 있는 'Detachable AutoSSD(탈부착 가능한 차량용 SSD)'도 이날 공개했다.

이 제품은 최대 6500MB/s의 연속 읽기 속도를 지원하며, 4TB 용량을 제공한다.

또한 탈부착이 가능한 폼팩터(제품의 물리적 외형)로 구현돼 쉽게 SSD를 교체할 수 있어 성능 업그레이드 등이 쉽다.

[e-mail] 홍창기 기자