40년만에 D램 용량 50만배 늘린 삼성···HBM 생산성까지 올린다

서버 D램 용량 폭증···고용량으로 수요 대응
TSV 공법 쓰지 않아 HBM 생산에 역량 집중
1TB D램 시대 가능성 열면서 다음 호황 노려

[서울경제]

삼성전자의 세계 최초 32기가비트(Gb) DDR5 D램 개발은 △인공지능(AI)에 대응하는 고용량 서버용 D램 구현 △고대역폭메모리(HBM) 생산 역량 강화 △다가올 ‘업턴’에 대응할 기술 리더십 확보 등 세 가지 측면에서 큰 의미가 있다.

우선 삼성전자는 챗GPT 등으로 촉발된 AI 시대에서 누구보다 먼저 최고 성능의 서버용 D램을 만들었다는 점이 눈에 띈다. 시장조사 업체 IDC에 따르면 생성형 AI 등을 구현하는 고성능 서버 한 대당 D램 탑재량은 2023년 1.93TB(테라바이트)에서 2027년 3.86TB로 2배 가까이 확대될 것으로 보인다. 서버가 처리해야 할 데이터 양이 기하급수적으로 증가하면서 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU) 등의 연산을 뒷받침할 D램 용량도 늘어나야 한다는 의미다.

이러한 점에서 기존보다 용량이 2배 더 증가한 삼성전자의 32Gb D램은 서버 업체들의 부담을 크게 덜어준다. 동일한 서버 면적에도 더 많은 용량의 D램을 탑재하거나 서버 한 개의 크기가 줄어서 더욱 많은 서버들을 데이터센터 안에 설치할 수 있기 때문이다. 업계 관계자는 “32Gb 대용량 D램은 고성능 D램을 원하지만 투자비를 고려해야 하는 기업들에 혁신적 솔루션이 될 수 있을 것”이라고 설명했다.

AI 시장 개화로 뜨거운 관심을 받고 있는 HBM 생산성 증대에도 큰 도움이 된다. 기존 16Gb D램의 경우에는 64개 칩으로 고급 서버용 D램 모듈인 128기가바이트(GB)짜리 제품을 만들었다. 이때는 D램 기판에 64개의 칩을 한 번에 깔아놓을 수 없어서 2개 칩씩 짝을 지어 수직으로 결합한 뒤 배열하는 방법을 썼다. HBM 제조의 핵심 기술이기도 한 실리콘관통전극(TSV)이 이 결합에서 활용된다.

하지만 한 개 칩 안에 이미 32Gb 용량이 구현돼 있으면 굳이 2개 칩을 결합할 필요가 없다. 또한 TSV 기술이 없어도 128GB D램을 만들 수 있기 때문에 여기에 쓰였던 공정 장비들 모두 HBM 생산에 집중시킬 수 있게 됐다. 세계 HBM 시장은 향후 5년간 연평균 30% 수요 증가가 예상된다. 이번 공정 혁신은 회사의 HBM 생산성을 끌어올려 삼성이 HBM 고객 수요에 적기 대응하는 데 큰 도움을 줄 것으로 보인다.

또한 다음 시장 업턴에서도 굴지의 리더십을 가져가기 위한 기술을 확보했다는 점에서도 의미가 있다. 삼성전자는 1983년 64Kb(킬로비트) D램을 국내 최초 개발한 후 40년 만에 D램 용량을 50만 배 늘렸다. 회사는 지난 40년간 여러 번의 불황 동안 다음 호황 사이클을 대비해 선제 기술을 확보하고 리더십을 지키는 방식으로 1위 자리를 지켜왔다.

올 상반기 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 부문은 메모리 시장 둔화로 상반기 동안 8조 9400억 원 적자를 냈다. 이번 32Gb 칩 개발을 시작으로 128GB 모듈 용량의 8배인 1TB D램 모듈까지 먼저 개발해 미래 시장에서 반전을 노린다는 각오다. 황상준 삼성전자 메모리사업부 부사장은 “향후에도 차별화된 공정과 설계 기술력으로 메모리 기술의 한계를 극복해 나갈 것”이라고 설명했다.

강해령 기자 hr@sedaily.com