코어 다이 저전력 설계·전력 분배 최적화…전력효율·발열 개선
2026년 HBM4E·2027년 Custom HBM 샘플 출하로 차세대 라인업 가동
[토요경제 = 양지욱 기자] 삼성전자가 세계 최초로 차세대 초고대역폭 메모리 반도체 HBM4를 양산·출하한다. 업계 최고 성능의 HBM4를 선제적으로 출시하며 차세대 AI 메모리 시장에서 삼성전자가 한발 앞서 나갔다는 평가다.
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| ▲ 삼성전자 HBM4 양산 출하/사진=삼성전자 |
삼성전자는 글로벌 최초로 HBM4를 출시한다고 12일 밝혔다.
삼성전자는 HBM4 개발 초기부터 JEDEC(반도체 표준을 제정하는 국제 산업 표준 기구) 표준을 상회하는 성능을 목표로 설정해, 최선단 1c D램(10나노급 6세대)을 양산 초기부터 재설계 없이 안정적인 수율과 최고 수준의 성능을 동시에 확보했다. 또한 베이스 다이에는 4나노 공정을 적용해 성능과 전력 효율을 극대화했다.
황상준 메모리개발담당 부사장은 “HBM4에는 기존 관행을 넘어 1c D램과 4나노 파운드리 공정을 적용했다”며 “공정 경쟁력과 설계 개선을 통해 고객의 성능 상향 요구를 적기에 충족할 수 있었다”고 밝혔다.
삼성전자 HBM4는 JEDEC 표준(8Gbps)을 약 46% 웃도는 11.7Gbps의 동작 속도를 안정적으로 구현했으며, 최대 13Gbps까지 확장이 가능하다. 이는 전작 HBM3E(9.6Gbps) 대비 약 1.22배 향상된 수치로, 대규모 AI 모델에서 발생하는 데이터 병목 현상을 효과적으로 해소할 것으로 기대된다.
단일 스택 기준 총 메모리 대역폭은 전작 대비 약 2.7배 증가한 최대 3.3TB/s로, 고객 요구 수준인 3.0TB/s를 상회한다. 또한 12단 적층 기준 36GB, 향후 16단 적층으로 최대 48GB까지 용량 확장이 가능하다.
삼성전자는 I/O 핀 수 확대에 따른 전력·발열 문제를 해결하기 위해 저전력 코어 다이 설계와 TSV 저전압 기술, 전력 분배 네트워크 최적화를 적용했다. 이를 통해 전 세대 대비 에너지 효율은 약 40%, 방열 성능은 약 30% 개선했다.
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| ▲ 삼성전자 HBM4 제품/사진=삼성전자 |
삼성전자는 로직·메모리·파운드리·패키징을 아우르는 IDM 기반 원스톱 솔루션과 선단 패키징 역량을 바탕으로 공급 안정성을 강화하고 있다. 글로벌 GPU 및 차세대 ASIC 기반 하이퍼스케일러 고객사들과의 협력도 확대 중이다.
삼성전자는 이러한 흐름을 반영해 2026년 HBM 매출이 2025년 대비 3배 이상 성장할 것으로 보고 생산 능력을 선제적으로 확대하고 있다. 2028년 가동 예정인 평택 2단지 5라인은 향후 HBM 생산의 핵심 거점이 될 전망이다.
한편 삼성전자는 2026년 HBM4E, 2027년 Custom HBM 샘플 출하를 목표로 차세대 라인업 준비도 병행하고 있다. HBM4 양산 과정에서 확보한 공정·품질 경쟁력은 고부가 제품 확장의 핵심 자산이 될 것으로 기대된다.
토요경제 / 양지욱 기자 yjw@sateconomy.co.kr
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