삼성, 업계 최초 HBM3E 12H 개발… 상반기 양산

삼성전자가 업계 최초로 35GB(기가바이트) HBM3E(5세대 고대역폭메모리) 12H(12단 적층) D램 개발에 성공했다고 27일 밝혔다. 인공지능(AI) 반도체 핵심 부품인 HBM이 주목받는 가운데, 기술력으로 고용량 HBM 시장 선점에 나서는 것이다.

삼성전자는 24Gb(기가비트·3GB) D램 칩을 TSV(실리콘 관통 전극) 기술로 12단까지 적층해 업계 최대 용량인 36GB를 구현했다. TSV는 수천개의 미세 구멍을 뚫은 D램 칩을 수직으로 쌓아 층층이 쌓인 칩 사이를 전극으로 연결하는 기술이다.

HBM은 AI 학습에 필요한 그래픽처리장치(GPU)에서 대용량 데이터를 처리할 수 있게 지원하는 핵심 부품이다. HBM은 D램을 수직으로 겹친 형태인데, 메모리를 더 얇게, 더 많이 쌓아 올리는 것이 기술력이다. 

HBM3E 12H는 초당 최대 1280GB 대역폭과 36GB를 제공한다. 1초에 30GB 용량의 UHD 영화 40여편을 업(다운)로드 할 수 있는 속도다. 이는 성능과 용량 모두 전작인 HBM3(4세대) 8H 대비 50% 이상 개선된 것이다.

삼성전자는 열압착 비전도성 접착 필름 기술을 이용해 12H 제품을 8H 제품과 동일한 높이로 구현해 HBM 패키지 규격을 만족시켰다. 또한 업계 최소 칩간 간격인 7㎛(마이크로미터)를 구현했다. 이를 통해 HBM3 8H 대비 20% 이상 향상된 수직 집적도를 실현했다. 

삼성전자는 HBM3E 12H가 AI 서비스의 고도화로 데이터 처리량이 급증하는 상황에서 AI 플랫폼을 활용하는 다양한 기업들에게 최고의 솔루션이 될 것으로 기대했다. 서버 시스템에 HBM3E 12H를 적용할 경우 HBM3 8H를 탑재할 때보다 AI 학습 훈련 속도가 평균 34% 향상하는 것으로 분석됐다. 추론의 경우에는 최대 11.5배 많은 AI 사용자 서비스가 가능하다는 설명이다.

삼성전자는 HBM3E 12H의 샘플을 고객사에게 제공하기 시작했으며 상반기 양산할 예정이다.

이와 함께 차세대 HBM4 16단 제품에서도 칩간 공백을 완전히 없애고 칩과 칩을 완전히 붙이는 신공정을 개발 중이다. 

삼성전자 메모리사업부 상품기획실장 배용철 부사장은 “앞으로 HBM 고단 적층을 위한 기술 개발에 주력하는 등 고용량 HBM 시장을 선도하고 개척해 나갈 것”이라고 말했다.

이진경 기자 [e-mail]