삼성전자가 차세대 고대역폭메모리(HBM)인 HBM5에 2나노(㎚) 공정을 적용하며 AI 메모리 시장 주도권 강화한다. 메모리와 파운드리, 패키징을 아우르는 '턴키 솔루션'을 앞세워 HBM 경쟁력을 높이고, 테슬라를 비롯한 글로벌 AI 고객사 수주도 확대한다는 전략이다.
구자흠 삼성전자 파운드리사업부 기술개발실장(부사장)은 27일 삼성전자 반도체 뉴스룸 인터뷰에서 "HBM5는 직전 세대인 HBM4E보다 동작 속도를 약 50% 이상 향상해야 할 것으로 예상된다"며 "동작 속도와 전력 효율을 모두 크게 개선할 수 있도록 HBM5 베이스 다이에 최선단 공정을 적용할 계획"이라고 밝혔다.
구 부사장은 "HBM5의 베이스 다이는 게이트올어라운드(GAA) 구조를 사용하는 2나노 공정을 적용하고, 더욱 높은 집적도의 TSV(실리콘 관통 전극)를 구현할 예정"이라며 "2나노 공정을 선제 도입해 기술 리더십을 확고히 하겠다"고 말했다.
베이스 다이는 GPU(그래픽처리장치), CPU(중앙처리장치) 등 외부 프로세서와 HBM 사이에서 데이터를 주고받는 역할을 하는 핵심 로직 반도체다. AI 반도체 성능 경쟁이 치열해지면서 베이스 다이의 중요성도 커지고 있다.
삼성전자는 HBM4와 HBM4E에 4나노 4세대 공정을 적용한 데 이어 HBM5에서는 2나노 공정으로 성능과 전력 효율을 한 단계 더 끌어올린다는 구상이다.
삼성전자는 메모리와 파운드리, 패키징을 모두 수행하는 종합 반도체 회사라는 점도 강점으로 내세웠다.
구 부사장은 "삼성전자 HBM은 코어 다이는 메모리, 베이스 다이는 파운드리에서 제조한 뒤 패키징까지 삼성전자가 담당하는 턴키 솔루션 제품"이라며 "설계 단계부터 각 조직이 협업해 속도와 전력, 발열, 수율을 최적화할 수 있고 양산 기간도 단축할 수 있어 비용 측면에서도 유리하다"고 설명했다.
이어 "세계 최초 GAA 공정을 적용한 3나노 양산에 이어 지난해 하반기에는 2나노 1세대 공정 양산을 시작했다"며 "올해 하반기에는 수율과 성능을 개선한 2나노 2세대 공정 기반 모바일용 신제품 양산에 들어갈 예정"이라고 말했다.
그러면서 "지난해 테슬라의 2나노 제품을 수주하며 공정 경쟁력을 입증했고, 이를 계기로 AI, HPC(고성능 컴퓨팅), CSP(클라우드 서비스 사업자) 등 대형 고객사들의 수주가 이어지고 있다"며 "4나노 공정도 HBM4 베이스 다이와 미국 AI 업체의 LPU 신제품 등에 적용되며 수요를 견인하고 있다"고 밝혔다.
구 부사장은 "AI 산업 발전에 따라 고성능·저전력 시스템 수요가 빠르게 늘면서 HBM 성능 요구도 예상보다 훨씬 빠르게 높아지고 있다"며 "삼성 파운드리는 선단 공정 기술 경쟁력을 바탕으로 시장 점유율을 지속 확대해 나갈 계획"이라고 했다.