"3D 수직 고속도로 뚫는다"…삼성전자, 메모리 한계 극복 'CUBE' 전략 공개

세미콘 타이완서 차세대 HBM 로드맵 발표
용량·최적화·대역폭·전력 효율 4대 축 제시
D램·낸드 1위 지배력 강화

삼성전자가 메모리 기술의 한계를 극복하기 위한 새로운 기술 비전인 '큐브(CUBE)' 전략을 발표하고 고대역폭 메모리(HBM)를 비롯한 차세대 제품군 로드맵을 전격 공개했다.

최장석 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문 메모리사업부 상품기획팀장(상무)은 1일(현지 시각) 대만 타이베이에서 열린 '세미콘 타이완 2026'의 사전 행사 '메모리 익세큐티브 서밋' 기조연설에서 용량(Capacity), 최적화(Utilization), 대역폭(Bandwidth), 전력·열 효율(Efficiency)로 구성된 'CUBE' 4대 핵심 축을 바탕으로 기술 주도권을 강화하겠다는 비전을 밝혔다.

1일(현지 시각) 대만 타이베이에서 열린 세미콘 타이완 2026에서 최장석 삼성전자 DS부문 메모리사업부 상품기획팀장(상무)이 메모리 기술 한계 극복을 위한 'CUBE' 전략을 발표하고 있다. 삼성전자

최 상무는 용량 측면에서 "이제 더는 인쇄회로기판(PCB) 면적에 제한되지 않고, 보드 면적을 키우지 않고도 수직으로 확장해 메모리 용량을 늘릴 것"이라며 "3D는 단순히 쌓는 것이 아니라 각 층을 어떻게 활용하느냐가 핵심이다. 삼성은 데이터 처리 지연을 없애기 위해 로직·메모리 배치를 최적화하고 있다"고 밝혔다.

대역폭 향상을 위해선 "다이 사이의 거리를 획기적으로 단축함으로써 수직 고속도로를 형성해 대역폭을 획기적으로 개선할 수 있다"고 언급했다. 효율성과 관련해서는 "3D의 최종 목표는 단일 비트의 데이터를 이동시키는 데 필요한 에너지를 줄이는 것"이라며 "삼성전자는 구조적 효율성을 높여 와트당 성능을 극대화하고 있다"고 강조했다.

삼성전자는 인공지능(AI) 연산 수요 확대에 맞춰 차세대 메모리 개발에도 속도를 내고 있다. 현재 개발 중인 HBM5는 HBM4E 대비 성능 2배, 와트당 성능 20% 향상, 열 저항 20% 감소를 목표로 설정했다. 함께 공개된 zHBM은 HBM4E와 비교해 성능 8배, 와트당 성능 3배 향상을 도모하고 열 저항을 75~90%까지 낮추는 것을 목표로 삼았다. zHBM은 HBM을 AI 가속기(xPU) 상단에 z축으로 수직 적층하는 차세대 구조다.

아울러 거대언어모델(LLM) 구동에 필요한 대용량을 지원하는 'z낸드-O'도 선보일 예정이다. 기존 D램보다 10배 높은 비트 밀도를 제공하면서 일반 낸드플래시 대비 7배 높은 읽기 대역폭과 전력 효율성을 갖춘 제품으로, 오는 2028년 샘플 제공을 시작할 계획이다.

현재 삼성전자는 D램과 낸드플래시 시장에서 글로벌 1위 자리를 지키고 있다. 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 삼성전자는 2026년 2분기 글로벌 D램 시장에서 매출 기준 39%의 점유율로 1위를 기록했으며, SK하이닉스(26%)와 마이크론(25%)이 뒤를 이었다. 낸드플래시 시장에서도 트렌드포스 집계 기준 2026년 2분기 매출 약 230억6000만달러, 점유율 29.3%로 1위를 달성했다. AI 서버용 기업용 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 수요 증가 등에 힘입어 낸드 매출은 전 분기 대비 70.7% 확대됐다.

생산 인프라 규모에서도 우위를 유지하고 있다. 시장조사업체 옴디아는 올해 삼성전자의 D램 연간 생산능력을 300㎜ 웨이퍼 기준 약 817만5000장으로 추산해 SK하이닉스(약 666만 장)와 마이크론(약 360만 장)을 상회할 것으로 전망했다. 낸드 웨이퍼 연간 생산량 역시 약 477만 장으로 SK하이닉스 및 솔리다임(약 279만 장)을 앞설 것으로 예상된다.

김진영 기자 camp@asiae.co.kr