성능·용량, 기존 대비 50% 이상 향상…상반기중에 양산돌입
삼성전자가 업계 최초로 D램 칩을 12단으로 쌓은 5세대 고대역폭 메모리(HBM) D램 개발에 성공했다. 업계 최대인 36기가바이트(GB) 용량을 구현한 제품으로 상반기 중 양산해 고용량 HBM 시장을 선점할 계획이다.
삼성전자는 24기가비트(Gb) D램 칩을 실리콘 관통 전극(TSV) 기술로 12단까지 쌓아 36GB HBM3E(5세대 HBM) 12H(High·12단 적층)를 구현했다고 27일 밝혔다. TSV는 수천 개의 미세 구멍을 뚫은 D램 칩을 수직으로 쌓아 적층된 칩 사이를 전극으로 연결하는 기술이다.
HBM3E 12H는 성능과 용량이 전작인 HBM3(4세대 HBM) 8H(8단 적층) 대비 50% 이상 개선됐다. 초당 최대 1280GB를 처리할 수 있다. 이는 1초에 30GB 용량의 UHD 영화 40여편을 업로드 또는 다운로드할 수 있는 속도다.
삼성전자는 HBM3E 12H 샘플을 고객사에 제공하기 시작했다. 상반기 중 양산을 개시할 계획이다.
삼성전자는 '첨단 열압착 비전도성 접착 필름'(Advanced Thermal Compression Non Conductive Film·첨단 TC NCF) 기술로 12단 적층 제품을 8단 적층 제품과 같은 높이로 구현해 HBM 패키지 규격을 만족시켰다고 설명했다.
첨단 TC NCF 기술을 적용하면 HBM 적층 수가 증가하고 칩 두께가 얇아지면서 발생할 수 있는 '휘어짐 현상'을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 삼성전자는 NCF 소재 두께도 낮춰 업계 최소의 칩간 간격인 7마이크로미터(um)를 구현했다. 이를 통해 수직 집적도가 HBM3 8H 대비 20% 이상 향상됐다.
HBM3E 12H 제품을 사용하면 그래픽처리장치(GPU) 사용량이 줄어 기업들이 총 소유 비용(TCO)을 절감할 수 있다. 서버 시스템에 HBM3E 12H를 적용하면 HBM3 8H를 탑재할 때보다 AI 학습 훈련 속도를 평균 34% 향상할 수 있다. 추론의 경우 최대 11.5배 많은 AI 사용자 서비스가 가능하다.
AI 반도체 시장이 2030년까지 10배 이상 커질 것으로 예상되는 가운데 AI 서비스의 고도화로 데이터 처리량이 급증하며 고용량 솔루션의 니즈(요구)도 커지고 있다. 삼성전자는 올해 HBM 생산능력을 지난해 대비 2.5배 이상 확보해 운영하는 등 HBM 공급 역량을 업계 최고 수준으로 유지할 계획이다.
배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획실장(부사장)은 "HBM 고단 적층을 위한 기술 개발에 주력하는 등 고용량 HBM 시장을 선도하고 개척해 나가겠다"고 밝혔다.
