삼성전자 “최고 집적도 AI 메모리 반도체로 초격차 주도하겠다”

20일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 ‘삼성 메모리 테크 데이 2023’에서 메모리사업부 이정배 사장이 발표를 하고 있는 모습. 삼성전자 제공.

삼성전자가 최고급 집적도의 ‘10나노 이하 D램’과 ‘9세대 낸드플래시’로 메모리 반도체 시장을 주도하기 위한 혁신 기술을 소개했다. 삼성전자는 20일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 ‘삼성 메모리 테크 데이 2023’을 열고 AI(인공지능) 시대를 주도할 차세대 메모리 반도체 전략을 발표했다.

삼성전자는 “10나노 이하 D램에서 3차원(D) 구조 도입을 준비하고 있다”며 “이를 통해 단일 칩에서 100Gb(기가비트) 이상으로 용량을 확장할 계획”이라고 밝혔다.

3D D램은 AI 시대에 주목받는 미래 메모리로, 같은 면적에 반도체 집적도를 높여 기존 2D 구조의 D램보다 높은 성능을 낼 수 있다. 최근 역대 최대 용량인 12나노급 32Gb(기가비트) DDR5 D램 개발에 성공한 삼성전자가 기존 D램 시장과 달리 주도권이 없는 3D D램 시장에서 기술 리더십을 선점하겠다는 의지다.

앞서 지난 5월 12나노급 D램 양산을 시작한 삼성전자는 차세대 11나노(nm·나노미터·1nm는 10억분의 1m)급 D램도 업계 최대 수준의 집적도를 목표로 개발하고 있다.

9세대 V낸드(수직으로 쌓아올린 메모리)는 더블스택(Double Stack) 구조로 구현할 수 있는 최고 단수를 개발 중인 단계로, 내년 초 양산을 위한 동작 칩을 확보했다고 밝혔다.

더블스택은 낸드를 두 번에 나눠서 만든 후 한 개 칩으로 결합하는 공정방법으로, 적층 수를 높일 수 있다. 단을 더 높게 쌓을수록 같은 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다. 낸드의 경우 데이터 저장 공간인 셀을 쌓아 올리는 적층이 기술력의 척도가 된다.

이날 삼성전자는 AI 기술 혁신을 이끌 초고성능 고대역폭 메모리인 HBM3E D램 ‘샤인볼트(Shinebolt)’도 처음 공개했다. 샤인볼트는 데이터 입출력 핀 1개당 최대 9.8Gbps의 고성능을 제공하며, 이는 초당 최대 1.2TB(테라바이트) 이상의 데이터를 처리할 수 있다. 1.2TB는 30GB 용량의 초고화질(UHD) 영화 40편을 1초 만에 처리할 수 있는 속도다.

삼성전자는 샤인볼트에 대해 “기술 최적화로 칩 사이를 빈틈없이 채워 고단 적층을 구현했으며, (칩을 쌓는 공정상 나는 열의 전도를 최대한 낮춰) 열에 잘 견딜 수 있도록 개선했다”고 설명했다.

삼성전자는 현재 HBM3 8단, 12단 제품을 양산 중인 단계로 차세대 제품인 HBM3E도 고객들에게 샘플을 전달하고 있다. 향후 차세대 HBM D램과 최첨단 패키지 기술, 파운드리(반도체 위탁생산)까지 결합된 맞춤형 턴키 서비스도 제공할 예정이다.

방대한 데이터를 처리해야 하는 AI 시대를 맞아 메모리 반도체는 고성능·고용량·저전력 기술을 요구받고 있다. 삼성전자는 시장 요구에 부응해 글로벌 정보기술(IT) 기업들과 협력을 통해 시장의 패러다임 변화를 주도하겠다고 밝혔다.

삼성전자 메모리사업부 이정배 사장은 “초거대 AI 시대는 기술 혁신과 성장의 기회가 교차하는 지점으로, 도전의 시간이 될 것”이라며 “고객·파트너와의 밀접한 협력으로 한계를 뛰어넘는 확장된 솔루션을 제공해 메모리 시장을 지속 선도해 나가겠다”고 말했다.

김은성 기자 kes@kyunghyang.com