AI 연산 폭증에 반도체 새 판 짠다…삼성 'DTCO', SK '풀스택 메모리'

인공지능(AI)의 폭발적 성장이 반도체 산업의 판도를 흔들고 있다. 데이터센터부터 모바일 기기까지 AI 연산 수요가 기하급수적으로 늘어나면서, 반도체 업계는 설계 최적화와 메모리 혁신을 해법으로 제시하고 있다.

11일 업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스는 최근 서울 롯데호텔월드에서 개최된 ‘케이던스라이브 코리아 2025(CadenceLIVE Korea 2025)’에서 AI 시대 대응 방안을 제시했다.

케이던스 라이브 코리아 2025 현장. 가온칩스 부스 앞에 사람들이 모여 있다.(사진=가온칩스)

삼성전자, AI 시대의 한계를 뛰어넘기 위한 기술 ‘DTCO’

먼저 백상훈 삼성전자 부사장은 DTCO(Design-Technology Co-Optimization)를 AI 시대의 한계를 뛰어넘기 위한 기술 대안으로 발표했다.

DTCO는 반도체 설계와 공정 기술을 동시에 최적화해 PPA(전력·성능·면적), 생산 수율, 제조 비용 등 반도체 칩의 성능을 극대화하는 기술이다. 단순 설계 개선을 넘어 설계와 공정 기술을 하나의 유기체처럼 함께 최적화하는 게 필수다. 설계 과정에서 발생하는 문제점을 공정 단계에서 예측하고, 공정 기술 발전을 고려해 설계를 개선하는 상호 협력 과정이 중요하다.

발표에 따르면 DTCO의 핵심은 하이퍼셀(Hyper cell), 퓨전셀(Fusion cell) 등 차세대 셀 구조다. 하이퍼셀은 인접 채널을 병합해 고밀도 셀에서 발생하는 속도 저하 문제를 해결한다. 물리적으로는 면적 효율성을 유지하면서도 전류 구동 능력(Ion)을 개선할 수 있다.

퓨전셀은 서로 다른 특성을 가진 셀 구조를 통합(Fusion)해 상황에 따라 성능과 전력을 동시에 최적화하는 방식이다. 설계자가 공정 노드 내에서 고성능(HP)셀과 저전력(ULP)셀을 별도 선택할 필요 없이, 융합된 셀 라이브러리를 통해 균형 잡힌 설계가 가능해진다.

백 부사장은 “설계와 공정을 유기적으로 결합하는 DTCO 방식이 전력·성능·면적(PPA) 문제를 동시에 풀어낼 수 있는 해법”이라고 강조했다. 그러면서 "케이던스와의 협업을 통해 이 기술이 실제 제품에서 성과를 내고 있다"고 전했다.

김천성 SK하이닉스 부사장이 지난 FMS 2025에서 발표하고 있다.(사진=SK하이닉스 뉴스룸)

SK하이닉스, 풀스택 메모리로 AI 미래 설계

오늘날 AI 산업은 훈련 단계에서 추론 단계로 빠르게 이동하고 있다. 이에 따라 메모리는 단순한 저장 수단을 넘어, 고성능과 전력 효율을 동시에 만족시켜야 하는 핵심 인프라로 자리매김했다.

SK하이닉스는 풀스택 메모리 포트폴리오로 이 같은 AI 환경 전반에 대응한다는 전략이다. 발표자로 나선 김천성 SK하이닉스 사장은 HBM(고대역폭메모리), D램, SSD까지 아우르는 풀스택 메모리 포트폴리오를 공개하며, AI 학습뿐 아니라 추론 환경에서도 효율적이고 확장성 높은 솔루션을 제공하겠다고 밝혔다.

그는 “AI 산업이 AI 학습에서 추론으로 빠르게 전환됨에 따라 메모리 기술의 진화가 필수적”이라고 전하며 “SK하이닉스의 스토리지 솔루션은 AI 추론 시나리오에서 데이터 집약적인 워크로드에 빠르고 안정적으로 액세스할 수 있도록 설계되어 있다”고 자신했다.