삼성전자 “HBM5, 최선단 2나노 공정 적용…동작속도 50% 향상”

구자흠 파운드리 사업부 기술개발실장(부사장)
삼성전자 뉴스룸서 “HBM5, 전작보다 속도 50% 이상 향상”
테슬라 AI6 수주 이후 빅테크 수주 이어져
삼성의 ‘턴키 솔루션’으로 시장 리더십 확보

구자흠 삼성전자 파운드리 사업부 기술개발실장(부사장) [삼성전자 제공]

[헤럴드경제=박지영 기자] 삼성전자가 차차세대 HBM(고대역폭메모리)인 HBM5의 베이스다이에 삼성전자 파운드리의 최선단 공정인 2나노 공정을 적용할 것이라고 공식적으로 밝혔다. 아울러 지난해 삼성전자 파운드리가 테슬라의 차세대 인공지능(AI) 칩인 AI6를 수주한 이후 다수의 빅테크 기업으로부터 최선단 공정을 활용한 수주가 활발하게 이어지고 있다고 설명했다.

구자흠 삼성전자 파운드리사업부 기술개발실장(부사장)은 27일 삼성전자 뉴스룸에 이같은 내용을 밝혔다. 구 부사장은 세계 최초로 HBM4 양산 및 HBM4E 샘플 출하에 성공한 가장 큰 비결로는 삼성전자 파운드리의 ‘베이스다이’ 기술력을 꼽았다. 삼성전자 파운드리의 기술력이 HBM 메모리에 더해져 시장 리더십을 확보할 수 있었으며, 이를 바탕으로 글로벌 빅테크사도 삼성 파운드리를 꾸준히 찾고 있다는 설명이다.

구 부사장은 최근 HBM의 고대역폭·초고속 동작 요구가 높아지며 베이스다이의 중요성이 커지고 있다고 설명했다. 베이스다이는 HBM 하부에 위치하는 로직 다이로, GPU(그래픽처리장치)·CPU(중앙처리장치) 등 외부 프로세서와 HBM 간 데이터를 연결하는 고속 인터페이스를 담당한다. 삼성전자는 HBM4에 처음으로 파운드리 공정을 활용한 베이스다이를 사용했고, 경쟁사보다 빠르게 시장을 선점할 수 있었다.

구자흠 부사장은 “HBM의 고대역폭·초고속 동작 요구가 계속 높아지면서, HBM4와 HBM4E의 베이스 다이는 기존의 메모리 공정 대신 삼성 파운드리 4나노 4세대 공정을 도입하게 됐다”며 “HBM5는 직전 세대인 HBM4E보다 동작 속도를 약 50% 이상 향상해야 하기 때문에 HBM5의 베이스다이는 GAA(게이트올어라운드) 구조를 사용하는 2나노 공정을 적용하고 더욱 높은 집적도의 TSV를 구현할 예정”이라고 밝혔다.

AI 반도체 시장의 성장과 함께 파운드리 선단 공정에 대한 수요도 확대되고 있다. 지난해 하반기 2나노 1세대 공정 양산을 시작, 올해 하반기에는 수율과 성능을 개선한 2나노 2세대 공정을 기반으로 한 모바일향 신제품 양산을 시작한다.

구 부사장은 “지난해 전장향 테슬라 2나노 제품(AI6)을 수주하며 공정 경쟁력을 입증했고, 이를 기점으로 다수의 AI·HPC(고성능 컴퓨팅), CSP(클라우드 사업자) 대형 고객사들로부터 수주가 이어지고 있다”고 설명했다.

그러면서 “4나노 공정도 다년 간의 양산 경험과 개선을 통해 안정적인 수율과 성능 경쟁력을 확보했다”며 “특히 HBM4 베이스 다이와 미국 AI 업체의 LPU 신제품(엔비디아의 ‘그록3’ LPU)에 적용되면서 우수한 성능과 공정 완성도를 인정받아 수요를 견인하고 있다”고 했다.

시장 리더십을 확보하는데는 삼성전자의 ‘턴키 솔루션’이 큰 역할을 했다. 구 부사장은 “삼성전자 HBM은 코어 다이는 메모리, 베이스 다이는 파운드리에서 제조한 후 TSP에서 패키징해 완제품을 만드는 ‘턴키 솔루션 제품’”이라고 강조했다.

이어 “설계, 제조, 패키징을 모두 삼성전자가 하기 때문에 설계 단계에서부터 각 조직이 협업해 속도·전력·발열·수율에 유리하게 설계를 최적화할 수 있었고, 양산 제품을 완성하는 시간을 단축할 수 있었다. 비용 관점에서도 유리하다”고 강조했다.

삼성 파운드리는 모바일 중심에서 AI·HPC, 오토모티브, 로보틱스 등으로 응용처를 확대하고 있다. AI·HPC 분야에서는 첨단 패키징(Advanced Package)과 HBM을 연계한 원스톱 솔루션을 제공하고, 데이터센터용 실리콘 포토닉스와 플러거블 옵틱스(PO), 코패키지드 옵틱스(CPO) 기술도 개발 중이다.