삼성전자 “세계 최초 HBM4 양산 출하”

삼성전자는 12일 인공지능(AI)향 메모리반도체인 6세대 고대역폭메모리(HBM4)를 세계 최초로 양산 출하하며 글로벌 시장 선점에 나선다고 밝혔다.

삼성전자는 HBM4 개발 착수 단계부터 국제반도체표준협의기구 기준을 상회하는 성능 목표를 설정하고 개발을 추진해왔으며, 이번 제품에는 최선단 공정 1c D램(10나노급 6세대)을 선제적으로 도입해 재설계 없이 양산 초기부터 안정적인 수율과 업계 최고 수준의 성능을 확보했다.

황상준 삼성전자 메모리개발담당 부사장은 “삼성전자 HBM4는 기존에 검증된 공정을 적용하던 전례를 깨고 1c D램 및 파운드리 4나노와 같은 최선단 공정을 적용했다“며 “공정 경쟁력과 설계 개선을 통해 성능 확장을 위한 여력을 충분히 확보함으로써, 고객의 성능 상향 요구를 적기에 충족할 수 있었다”고 말했다.

삼성전자는 HBM4 기술 경쟁력 강화를 위해 1c D램을 적용하는 한편, 베이스 다이의 특성을 고려해 성능과 전력 효율 측면에서 유리한 4나노 공정을 적용했다.

그 결과 삼성전자 HBM4는 업계 표준인 8Gbps(초당기가비트)를 약 46% 상회하는 11.7Gbps의 동작 속도를 안정적으로 확보하며, HBM4 성능의 새로운 기준을 제시했다.

이는 전작 HBM3E의 최대 핀 속도인 9.6Gbps 대비 약 1.22배 향상된 수치다. 최대 13Gbps까지 구현이 가능해 AI 모델 규모가 커질수록 심화되는 데이터 병목을 효과적으로 해소할 것으로 기대된다.

삼성전자의 HBM4는 12단 적층 기술을 통해 24~36GB의 용량을 제공하며, 고객사의 제품 일정에 맞춰 16단 적층 기술을 적용해 최대 48GB까지 용량을 확장할 계획이다.

삼성전자는 데이터 전송 I/O(입출력) 핀 수가 1024개에서 2048개로 확대됨에 따라 발생하는 전력 소모와 열 집중 문제를 해결하기 위해 코어 다이에 저전력 설계 기술을 적용했다.

또한 실리콘관통전극(TSV) 데이터 송수신 저전압 설계 기술 적용과 전력 분배 네트워크(PDN) 최적화를 통해 전 세대 대비 에너지 효율을 약 40% 개선했으며, 열 저항 특성은 약 10%, 방열 특성은 약 30% 향상시켰다.

삼성전자는 이러한 시장 흐름 속에서 올해 HBM 매출이 2025년 대비 3배 이상 증가할 것으로 보고 HBM4 생산 능력을 선제적으로 확대하고 있다.

삼성전자는 HBM4에 이어 HBM4E도 준비 중으로 올해 하반기에 샘플 출하를 할 계획이다. 또한 맞춤형 HBM도 내년부터 고객사별 요구에 맞춰순차 샘플링을 시작할 예정이다.

김호준 기자