[지디넷코리아]
삼성전자가 메모리와 파운드리, 패키징 역량을 총집결한 ‘커스텀 HBM(고대역폭메모리)을 앞세워 AI 반도체의 고질적 난제인 ‘메모리 벽’ 돌파에 나선다. 메모리 칩 내부에 직접 연산 기능을 넣는 파격적인 설계와 최첨단 로직 공정을 결합해, 단순한 부품 공급자를 넘어 AI 아키텍처의 설계자로서 주도권을 잡겠다는 전략이다.
송재혁 삼성전자 CTO(사장)는 11일 서울 코엑스에서 열린 ‘세미콘 코리아 2026’ 기조연설에서 ‘비욘드(Beyond) ZFLOPS: AI 시스템의 미래 아키텍팅’을 주제로 삼성의 차세대 반도체 로드맵을 발표했다.
송 사장은 “현재 GPU(그래픽처리장치) 성능은 비약적으로 성장하고 있지만, 메모리 대역폭의 증가 속도는 이를 따라가지 못해 AI 시스템 발전의 허들이 되고 있다”고 진단했다.
이러한 불균형을 해결할 삼성전자의 핵심 병기는 ‘커스텀 HBM’이다. 기존 HBM이 데이터를 전달하는 통로 역할에 충실했다면, 삼성의 커스텀 HBM은 메모리 하단부인 ‘베이스 다이’ 내부에 ‘컴퓨트 코어’를 이식하는 ‘컴퓨트 인 베이스 다이’ 아키텍처를 채택했다.
이 기술을 적용하면 GPU와 메모리 사이의 불필요한 데이터 이동이 최소화되어 연산 효율이 극대화된다. 삼성전자에 따르면 커스텀 HBM 기반 시스템은 기존 GPU 구조 대비 전력 대비 성능이 약 2.8배 향상되는 것으로 확인됐다.
송 사장은 삼성 커스텀 HBM의 경쟁력을 뒷받침하는 핵심 동력으로 삼성전자의 ‘토탈 솔루션’ 역량을 강조했다. 회사는 최첨단 D램, 초미세 로직 공정 파운드리(반도체 위탁생산), 어드밴스드 패키징 기술을 전 세계에서 유일하게 보유했다. 이러한 강점을 살려 시장 리더십을 차지하겠다는 계획이다.
송 사장은 “단일 기업 내에서 메모리와 로직의 시너지를 극대화함으로써 AI 시장이 요구하는 폭발적인 기능을 가장 효율적으로 지원할 것”이라고 자신했다.
삼성전자는 이날 기조연설에서 HBM4(6세대) 이후의 미래형 아키텍처인 ‘zHBM’의 세부 사양도 처음으로 공개했다.
zHBM은 기존 평면적인 배치를 넘어 완전한 3D 적층 구조를 지향한다. 제품의 명칭이 zHBM인 것도, HBM을 패키징할 때 z축(수직)으로 쌓았기 때문이다.
zHBM은 멀티 웨이퍼 투 웨이퍼 본딩 기술을 통해 수만 개의 I/O(입출력 단자)를 확보하며, 이를 통해 차세대 HBM 대비 대역폭은 4배 이상 높이고 전력 소비는 75% 절감하는 혁신적인 성능을 목표로 하고 있다.
또한 소자 레벨에서 혁신도 가속화한다. 삼성은 차세대 트랜지스터 구조인 CFET 연구 결과를 공유하며, 기존 구조 대비 채널 반응 속도가 20% 이상 빨라졌음을 확인했다고 밝혔다. 아울러 저전력 구현을 위한 산화물 반도체 채널 적용 등 미세 공정의 한계를 넘기 위한 기술 개발도 순항 중임을 시사했다.
송 사장은 “가상 세계를 넘어 현실을 인식하고 행동하는 ‘피지컬 AI(Physical AI)’ 시대가 머지않았다”며 “삼성 반도체는 최적화된 시너지 솔루션을 통해 인류의 진화에 기여할 준비가 되어 있다”고 말했다.