삼성전자가 미래 메모리 반도체 시장을 주도할 제품으로 3차원(3D) 고대역폭메모리(HBM)와 3D 낸드플래시를 제시하고 이를 공개했다.삼성전자는 4일(현지시간) 미국 캘리포니아 샌타클래라에서 열린 메모리·스토리지 콘퍼런스 ‘FMS 2026’에서 zHBM(사진)을 공개했다. zHBM은 메모리 저장장치인 HBM을 그래픽처리장치(GPU), 신경망처리장치(NPU) 등 연산용 칩 위에 수직으로 쌓은 반도체다. 기존 HBM은 GPU, NPU 옆에 배치한다. 기존 HBM이 단독주택 사이에서 화물을 옮기는 방식이라면 zHBM은 아파트 위아래 층을 오가며 나르는 것에 비유할 수 있다.
김경륜 D램개발실 상무는 “고객사가 10배 높은 메모리 성능을 요구하는데, 이를 달성하기 위해서는 HBM4, HBM5와 같은 기존 2.5D 구조로는 한계가 있다”고 설명했다. zHBM이 구현되면 HBM5 대비 GPU당 연산 성능은 최대 8배, 전력 대비 성능은 3배 개선될 것으로 보고 있다.
삼성전자는 수년 내 zHBM을 상용화하는 것이 목표다. 기술 구현을 위한 과제가 많은데, 발열을 잡는 게 첫 번째다. 이를 해결하기 위해 삼성전자는 zHBM의 D램 단수를 현재 HBM보다 줄이는 방안을 검토하고 있다. HBM은 D램을 여러 개로 쌓아 실리콘관통전극(TSV)으로 연결하는 제품이다. ‘HBM4 12단’이라고 하면 D램이 12개 층으로 구성된다는 뜻이다. zHBM은 이를 1~4단으로 줄여 메모리 스택을 얇게 한다. 이를 통해 연산 칩에서 발생한 열이 위쪽으로 빠져나가기 쉽도록 하겠다는 구상이다. 그 대신 데이터를 수직으로 전송하는 TSV 밀도를 10배로 높인다.
3D 낸드플래시인 z낸드-O도 공개했다. 낸드플래시는 D램보다 느리지만 데이터가 휘발되지 않고 저장 공간이 크다. z낸드-O는 그 중간 시장을 겨냥했다. 제품명 끝의 ‘-O’는 온디바이스(기기 내 작동) 인공지능(AI) 환경에 최적화된 제품이라는 뜻이다. 삼성전자는 z낸드-O를 GPU, NPU와 직접 연결해 대형 AI 모델을 개인용 PC 등에 저장하고 구동하는 방안을 구상하고 있다. 현재웅 메모리사업부그룹장(상무)은 “개인마다 집 안에 미니 데이터센터를 갖추도록 하는 게 우리의 비전”이라고 했다.
샌타클래라=김인엽 특파원 inside@hankyung.com
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