최대속도 13Gps…1.22배 향상
메모리 용량 48GB까지 확장 가능
연내 HBM4E 샘플 고객사 공급
올해 HBM 매출 3배 확대 목표
삼성전자가 인공지능(AI) 반도체의 ‘게임체인저’가 될 6세대 고대역폭메모리(HBM4)를 세계 최초로 양산 출하했다. 당초 계획보다 일주일 앞서 고객사 인도에 착수하는 등 압도적인 공정 속도를 앞세워 HBM 주도권 탈환에 나선 것이다.
삼성전자는 12일 업계 최고 성능의 HBM4를 세계 최초로 양산 출하했다고 밝혔다. 개발 초기부터 국제반도체표준협의기구(JEDEC) 기준을 상회하는 성능을 목표로 설정하고 최선단 1c D램(10나노급 6세대)과 파운드리 4나노 공정을 동시에 적용해 초기 양산 단계부터 안정적인 수율과 성능을 확보했다는 평가다.
이번 HBM4는 데이터 처리 속도에서 기존 세대를 크게 앞섰다. JEDEC 기준 8Gbps를 약 46% 웃도는 11.7Gbps 동작 속도를 안정적으로 확보했고 최대 13Gbps까지 구현 가능하다. 이는 전작인 HBM3E의 최대 핀 속도 9.6Gbps 대비 약 1.22배 향상된 수준이다. AI 모델 대형화로 발생하는 데이터 병목 현상을 완화할 수 있을 것으로 회사 측은 기대하고 있다.
메모리 대역폭도 크게 확대됐다. 단일 스택 기준 최대 3.3TB/s 수준으로 HBM3E 대비 약 두 배 이상 향상됐으며 주요 고객사가 요구하는 3.0TB/s를 넘어섰다. 적층 구조는 12단 기준 24GB에서 36GB 용량을 제공하며 향후 16단 적층 기술을 적용하면 최대 48GB까지 확장 가능하다.
전력 효율과 발열 특성도 개선됐다. 코어 다이 저전력 설계와 전력 분배 구조 최적화를 통해 전력 효율은 약 40% 높이고 열저항 특성은 10% 개선했다. AI 서버 운용 비용의 상당 부분을 차지하는 전력 및 냉각 비용 절감 효과가 기대되는 대목이다. 삼성전자는 공정 최적화와 클린룸 투자 확대를 통해 공급 안정성 확보에도 나섰다. 생산 리드타임을 단축하고 고객사 수요 대응력을 높여 HBM 매출을 기존 대비 세 배 수준으로 확대한다는 목표다.
삼성전자는 세계에서 유일하게 로직, 메모리, 파운드리, 패키징까지 모두 갖춘 원스톱 솔루션이 가능한 세계 유일의 반도체 회사다. 파운드리 공정과 HBM 설계 간 긴밀한 협업을 통해 최고 수준의 HBM을 지속적으로 개발할 계획이다. 이번 HBM4 양산을 시작으로 2026년 HBM4E, 2027년 맞춤형 HBM 샘플 출하를 추진하며 차세대 HBM 라인업을 확대할 계획이다. 올해 HBM 매출이 전년 대비 3배 이상 증가할 것으로 보고 HBM4 생산 능력을 선제적으로 확대하고 있는 것이다. 업계에서는 HBM4 양산 시점을 앞당기면서 AI 메모리 시장 주도권 경쟁이 한층 가속화될 것으로 보고 있다.
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.
