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삼성전자가 12일 세계 최초로 업계 최고 성능의 HBM4를 양산 출하하며 1c D램과 4나노 공정을 적용해 11.7Gbps 동작 속도와 최대 3.3TB/s 대역폭을 확보, AI 데이터센터 수요에 대응하는 차세대 메모리 시장 선점에 나섰다.
삼성전자 HBM4 제품
삼성전자는 HBM4 개발 초기부터 JEDEC 기준을 상회하는 성능을 목표로 설정하고 10나노급 6세대 1c D램을 선제 도입했다. 베이스 다이에는 4나노 공정을 적용해 재설계 없이 양산 초기부터 안정적 수율과 성능을 확보했다.
황상준 삼성전자 메모리개발담당 부사장은 “삼성전자 HBM4는 기존에 검증된 공정을 적용하던 전례를 깨고 1c D램 및 Foundry 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 밝혔다.
이번 HBM4는 JEDEC 표준 8Gbps를 약 46% 상회하는 11.7Gbps를 안정적으로 구현했다. 전작 HBM3E의 최대 9.6Gbps 대비 약 1.22배 향상된 수치다. 최대 13Gbps까지 구현 가능해 초대형 AI 모델에서 발생하는 데이터 병목을 완화할 것으로 기대된다.
단일 스택 기준 메모리 대역폭은 최대 3.3TB/s로, 전작 대비 약 2.7배 개선됐다. 고객 요구 수준인 3.0TB/s를 넘어서는 수치다. 12단 적층으로 24GB~36GB를 제공하며, 16단 적층 시 최대 48GB까지 확장할 계획이다.
I/O 핀 수가 1024개에서 2048개로 늘어난 데 따른 전력·발열 문제를 해결하기 위해 코어 다이 저전력 설계를 적용했다. TSV 저전압 설계와 전력 분배 네트워크 최적화를 통해 에너지 효율은 약 40% 개선됐고, 열 저항은 10%, 방열 특성은 30% 향상됐다.
삼성전자는 로직·메모리·파운드리·패키징을 아우르는 IDM 체계를 기반으로 DTCO 협업을 강화해 고성능 HBM을 지속 개발할 방침이다. 2026년 HBM 매출은 전년 대비 3배 이상 증가할 것으로 전망했다.
HBM4E는 2026년 하반기 샘플 출하를 계획하고 있으며, 2027년부터는 고객 맞춤형 Custom HBM을 순차 공급할 예정이다. 2028년 가동 예정인 평택사업장 2단지 5라인을 HBM 핵심 생산 거점으로 삼아 중장기 수요 확대에 대응한다.
세계 최초 양산에 성공한 HBM4는 삼성전자의 공정·설계·패키징 통합 역량을 집약한 제품으로, AI·데이터센터 중심의 고대역폭 메모리 경쟁 구도에서 주도권 확보의 분수령이 될 전망이다.
서원호
기자
