삼성전자, HBM4로 반격 선언…“피지컬 AI 시대 대역폭 혁신”

[마이데일리 = 윤진웅 기자] 6세대 고대역폭메모리(HBM) HBM4로 반등을 노리는 삼성전자가 공개석상에서 차세대 메모리와 패키지 로드맵을 전면에 내세우며 기술 경쟁력 회복을 선언했다.

송재혁 삼성전자 최고기술책임자(CTO) 사장은 11일 서울 강남구 코엑스에서 열린 세미콘코리아 2026 기조연설에서 “에이전트 AI를 넘어 피지컬 AI로 발전하는 과정에서 메모리 대역폭 제약을 줄일 기술을 준비 중”이라고 밝혔다. 이어 “삼성은 파운드리 역량과 최첨단 메모리 기술, 패키지 역량을 모두 보유한 유일한 회사”라며 시너지 기반 공동 최적화(코옵티마이제이션) 전략을 강조했다.

삼성전자는 D램·낸드·로직 등 디바이스와 본딩 기술 전반에 3D 기술을 적용한 뒤 이를 다시 적층하는 방식으로 칩렛을 구현할 계획이다. 여기에 패키지 기술을 결합해 AI 고객이 요구하는 성능과 전력 효율을 동시에 충족한다는 방침이다.

HBM4에는 파운드리 로직 기술과 설계를 적용했다. 기존 D램 공정에 쓰이던 평면형(planar) 트랜지스터 기반 베이스다이에 핀펫 공정을 도입해 전력 효율을 40% 향상하고 열 저항을 10% 개선했다. I/O(핀 수)는 1024개에서 2048개로 2배 확대했다. 단일 스택 기준 메모리 대역폭은 전작 대비 2.4배 향상된 최대 3TB/s에 달하며, 12단 적층 기술로 최대 36GB 용량을 제공한다. 데이터 처리 속도는 JEDEC 표준 8Gbps를 넘어 최대 11.7Gbps 수준이다.

차세대 제품으로는 커스텀HBM(cHBM)과 zHBM도 공개했다. 커스텀HBM은 다이투다이 인터페이스 IP를 적용해 대역폭을 확대하는 구조다.

송재혁 사장은 “I/O 개수를 줄이면서도 전력 소모를 절반 수준으로 낮출 수 있는 실험 결과를 확보했다”며 “GPU가 담당하던 일부 기능을 베이스다이가 수행하는 삼성 커스텀 HBM도 구상 중이며, 동일 전력 소모 대비 2.8배 성능 구현을 목표로 개발하고 있다”고 설명했다.

CPU·GPU 등 계산용 칩 위에 HBM을 3D 수직 적층해 연결하는 zHBM도 언급했다. 송 사장은 “피지컬 AI 시대에 필요한 대역폭과 전력 효율 측면에서 또 한 번의 혁신이 될 것”이라고 내다봤다.

차세대 HBM을 위한 하이브리드 코퍼 본딩(HCB) 기술 도입 계획도 밝혔다. HCB는 칩과 칩을 범프 없이 직접 접합하는 기술로, HBM 12단과 16단에 적용할 경우 기존 열압착(TCB) 대비 열 저항을 20% 이상, 베이스다이 온도를 11% 이상 낮출 수 있다고 설명했다.

삼성전자는 설 연휴 이후 엔비디아에 공급할 HBM4를 업계 최초로 양산 출하할 계획이다.

업계 관계자는 “HBM4를 기점으로 AI 반도체 주도권 경쟁에서 반격의 전기를 마련할 수 있을지 주목된다”고 말했다.