삼성전자 "HBM4, 2025년 공급 목표로 개발 중"

황상준 부사장 "AI 시대 확장할 초고성능, 초고용량, 초저전력 메모리 제공"

삼성전자가 AI 반도체 생태계를 확장할 다양한 메모리 기술을 공급하고 있는 가운데, 황상준 삼성전자 메모리사업부 D램 개발실장 부사장은 "올해 말 HBM3E(고대역폭메모리) 제품을 고객사에 샘플 공급을 시작할 계획이고, HBM4는 2025년을 목표로 개발 중이다"고 밝혔다.

황상준 삼성전자 메모리사업부 DRAM개발실장 부사장(사진=삼성전자)

황상준 부사장은 10일 삼성전자 뉴스룸 기고문을 통해 "생성형 인공지능(AI)은 2016년 알파고의 등장 이후 또 다른 가능성으로 초거대 AI 시대의 새로운 지평을 열었다"라며 "초거대 AI 시대에는 메모리 기술의 발전과 성능 향상이 중요하고, 삼성전자는 지난 40년간 업계를 선도하며 쌓아온 독보적인 기술 노하우를 바탕으로 AI 반도체 생태계를 확장할 다양한 메모리 제품을 준비해 왔다"고 말했다.

AI 시대에서는 고성능 HBM이 필수 요소다. 이에 삼성전자는 2016년 세계 최초로 고성능 컴퓨팅(HPC) 향 HBM 사업화를 시작하며, AI 향 메모리 시장을 본격적으로 개척했다. 2017년 선보인 8단 적층 HBM2는 당시 가장 빠른 속도의 메모리였던 GDDR5 대비 8배 빠른 속도를 구현했다. 이 제품을 통해 AI·HPC 시대에 필수적인 3차원 스택 기술을 선보일 수 있었다.

황 부사장은 "이후에도 삼성전자는 고객과 밀접히 협업해 AI·HPC 생태계를 견인하고 있다"라며 "HBM2 제품을 거쳐 HBM2E, HBM3를 양산하고 있으며, 9.8Gbps 속도의 HBM3E 제품을 개발해 고객사에 샘플 공급을 시작할 예정이다"고 전했다. 또 "HBM4는 2025년을 목표로 개발 중으로 해당 제품에 적용하기 위해 고온 열특성에 최적화된 NCF(비전도성접착필름) 조립 기술과 HCB(하이브리드 본딩) 기술도 준비 중이다"고 덧붙였다.

삼성전자 HBM3 아이스볼트(사진=삼성전자)

삼성전자는 첨단 맞춤형 턴키 패키징 서비스도 제공해 AI·HPC 시대에 최고의 솔루션을 선보일 계획이다. 이를 위해 올해 초에 첨단 패키지 기술 강화 및 사업부간 시너지를 극대화하기 위해 AVP(Advanced Package)사업팀을 출범했다.

또 폰 노이만 구조에서 기인한 메모리 병목 현상은 챗GPT와 같이 수많은 데이터를 다루는 응용에서 특히 치명적이다. 이런 한계를 극복하기 위해 삼성전자는 2018년 세계 최초로 메모리 내에서 연산이 가능하고, 높은  에너지 효율을 가진 HBM-PIM(프로세싱 인 메모리)을 개발했다.

황 부사장은 "HBM-PIM은 D램 내부에 데이터 연산 기능을 탑재해  메모리 대역폭의 병목 현상을 개선했으며, 음성 인식 등 특정 작업량에서 최대 12배의 성능 향상과 4배의 전력 효율을 달성했다"라며 "이와 관련해 시스템 성능 개선을 목표로 하는 연구도 진행 중이다"고 밝혔다.

이어 그는 "생성형 AI 응용까지의 확장성은 물론, 최근에는 CXL(Compute Express Link) 인터페이스를 사용하는 CXL D램에서 PIM 아키텍처를 구성하는 연구도 함께 진행하고 있다"고 전했다.

황 부사장은 "삼성전자는 D램 시장의 큰 변곡점이 될 10나노 이하 공정을 기반으로 AI 시대에 세상이 원하는 초고성능, 초고용량, 초저전력 메모리 제품을 제공할 계획"이라며 "지금까지 그래왔듯, 앞으로도 세상이 원하는 반도체를 만들기 위한 기술 혁신의 중심에는 언제나 삼성전자가 있을 것"이라고 강조했다.