삼성전자가 업계 최고 성능의 HBM4를 세계 최초로 양산 출하하며 본격적인 HBM4 시장 선점에 나섰다고 12일 밝혔다.

개발 초기부터 JEDEC(반도체 표준을 정하는 국제 산업기구) 기준을 뛰어넘는 성능을 목표로 한 이 제품은 최신 1c D램(10나노급 6세대)과 Foundry 4나노 공정을 선제 도입해 재설계 없이 안정적 수율과 최고 수준 성능을 확보했다.

삼성전자 메모리개발담당 황상준 부사장은 “기존 검증 공정을 깨고 1c D램과 Foundry 4나노 같은 최선단 공정을 적용했다”며 “공정 경쟁력과 설계 개선으로 성능 확장 여력을 충분히 확보, 고객 요구를 적기에 맞췄다”고 밝혔다.

HBM4는 베이스 다이(적층 구조 최하단 전력·신호 제어 칩) 특성을 고려해 성능과 전력 효율이 우수한 4나노 공정을 썼다. 이 결과 JEDEC 표준 8Gbps를 46% 상회하는 11.7Gbps 동작 속도를 안정적으로 달성하며 HBM4 성능의 새 기준을 제시했다. 이는 전작 HBM3E 최대 9.6Gbps 대비 1.22배 향상된 수준이며 최대 13Gbps까지 구현 가능해 AI 모델 확대에 따른 데이터 병목을 효과적으로 풀 전망이다. 단일 스택 메모리 대역폭도 HBM3E 대비 2.7배 오른 최대 3.3TB/s로 고객 요구 3.0TB/s를 초과한다.

삼성 HBM4는 12단 적층으로 24GB~36GB 용량을 제공하며, 고객 일정에 맞춰 16단 기술로 최대 48GB까지 확대할 계획이다. 단일 다이 24Gb(3GB) 기준으로 8단 24GB, 12단 36GB, 16단 48GB 용량이 가능하다.

I/O 핀 수가 1024개에서 2048개로 늘며 전력 소모와 열 집중 문제가 커진 데 대응해 코어 다이( D램 적층 핵심)에 저전력 설계를 적용했다. 데이터 전송 I/O는 메모리와 GPU 간 출입구 역할을 한다. TSV(실리콘 관통 전극, D램 수직 연결 기술) 데이터 송수신 저전압 설계(1.1V→0.75V, 50% 절감)와 PDN(전력 분배 네트워크, 안정 공급 핵심) 최적화로 전 세대 대비 에너지 효율 40% 개선, 열 저항 10%, 방열 30% 향상됐다. 이 덕에 데이터센터 최적화 최고 성능과 신뢰성을 동시에 갖췄다.

고객사는 GPU 연산을 극대화하면서 서버·데이터센터 전력 소모와 냉각 비용을 줄일 수 있다. 특히 세계 유일 IDM(로직·메모리·Foundry·패키징 원스톱)으로 공급망 리스크 최소화와 생산 리드타임 단축 경쟁력을 가졌다. HBM 고도화에 베이스 다이 역할이 커질 전망 속 자체 Foundry와 HBM 설계 DTCO(공정·설계 공동 최적화) 협업으로 최고 품질·수율을 유지한다.

이 밖에 삼성전자는 글로벌 GPU·ASIC 하이퍼스케일러 고객들로부터 HBM 공급 요청을 지속 받고 있으며 기술 협력을 확대하고 있다. 2026년 HBM 매출이 작년 대비 3배 이상 증가할 것으로 보고 생산 능력을 선제 확대 중이다.

업계 최대 DRAM 생산력과 클린룸 인프라 투자를 바탕으로 수요 급증에도 유연 대응할 역량을 갖췄으며, 2028년 평택 2단지 5라인을 HBM 핵심 거점으로 활용할 예정이다. HBM4에 이어 HBM4E는 2026년 하반기 샘플 출하, 고객 맞춤형 Custom HBM(용량·속도·전력·인터페이스 최적화)은 2027년부터 순차 샘플링한다. HBM4 양산에서 입증된 1c 공정의 품질과 공급 안정성은 향후 고부가 제품 경쟁력으로 이어질 전망이다.

[ 경기신문 = 반현 기자 ]