삼성전자, 업계 최초 36GB HBM3E 12단 D램 개발

전작 4세대 HBM 8단 대비 50% 이상 개선

샘플 제공·상반기 양산…6세대 개발도 박차

[서울=뉴시스]삼성전자 HBM3E 12H D램 제품 이미지. (사진 = 업체 제공) 2024.02.27. [email protected]  *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]이현주 기자 = 삼성전자가 업계 최초로 36GB(기가바이트) HBM3E(5세대 HBM·고대역폭메모리) 12H(12단 적층) D램 개발에 성공하고 고용량 HBM 시장 선점에 나선다.

삼성전자는 24Gb(기가비트) D램 칩을 TSV(실리콘 관통 전극) 기술로 12단까지 적층해 업계 최대 용량인 36GB HBM3E 12H를 구현했다고 27일 밝혔다.

HBM3E 12H는 초당 최대 1280GB의 대역폭과 현존 최대 용량인 36GB을 제공해 성능과 용량 모두 전작인 HBM3(4세대 HBM) 8H(8단 적층) 대비 50% 이상 개선된 제품이다.

삼성전자는 'Advanced TC NCF(열압착 비전도성 접착 필름)' 기술로 12H 제품을 8H 제품과 동일한 높이로 구현해 HBM 패키지 규격을 만족시켰다.

해당 기술을 적용하면 HBM 적층수가 증가하고, 칩 두께가 얇아지면서 발생할 수 있는 '휘어짐 현상'을 최소화 할 수 있는 장점이 있어 고단 적층 확장에 유리하다.

삼성전자는 NCF 소재 두께도 지속적으로 낮춤으로써, 업계 최소 칩간 간격인 '7um(마이크로미터)'를 구현했다. 이를 통해 HBM3 8H 대비 20% 이상 향상된 수직 집적도를 실현했다.

특히 칩과 칩 사이를 접합하는 공정에서 신호 특성이 필요한 곳은 작은 범프를, 열 방출 특성이 필요한 곳에는 큰 범프를 목적에 맞게 사이즈를 맞춰 적용했다. 크기가 다른 범프 적용을 통해 열 특성을 강화하는 동시에 수율도 극대화했다.

또 삼성전자는 NCF로 코팅하고 칩을 접합해 범프 사이즈를 다양하게 하면서 동시에 공극(Void) 없이 적층하는 업계 최고 수준의 기술력도 선보였다.

샘플 제공·상반기 양산…6세대 개발도 박차

삼성전자는 HBM3E 12H를 통해 인공지능(AI) 서비스의 고도화로 데이터 처리량이 급증하는 상황 속에서 AI 플랫폼을 활용하는 다양한 기업들에게 최고의 솔루션이 될 것으로 기대하고 있다.

특히 성능과 용량이 증가한 이번 제품을 사용할 경우 GPU 사용량이 줄어 기업들이 총 소유 비용(TCO)을 절감할 수 있는 등 리소스 관리를 유연하게 할 수 있라는 설명이다.

예를 들어 서버 시스템에 HBM3E 12H를 적용하면 HBM3 8H를 탑재할 때보다 평균 34% AI 학습 훈련 속도 향상이 가능하며, 추론의 경우에는 최대 11.5배 많은 AI 사용자 서비스가 가능하다.

삼성전자는 HBM3E 12H의 샘플을 고객사에게 제공하기 시작했으며 상반기 양산할 예정이다.

한편 AI 반도체 시장은 2030년까지 10배 이상 커질 것으로 예상되는 가운데 HBM 시장도 빠르게 성장하고 있다. 삼성전자 HBM 판매량은 지난해 4분기에 전분기 대비 40% 이상 성장했으며 전년 동기보다는 약 3.5배 규모 커졌다.

삼성전자는 HBM 공급 역량을 업계 최고 수준으로 유지하기 위해 지난해 대비 올해 2.5배 이상 생산능력(캐파)을 확보해 운영할 계획이다.

또 HBM3E 샘플 공급과 상반기 양산에 이어 HBM3E의 안정적인 양산 체계를 갖춰 나가는 한편 HBM4(6세대 HBM)도 2025년 샘플링과 2026년 양산을 목표로 개발하고 있다.


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