삼성전자가 세계 최초로 36GB(기가바이트) HBM3E (5세대 고대역폭메모리) 12H(High·12단 적층) D램 개발에 성공했다. 삼성전자는 이 제품을 '터닝 포인트'로 삼아 고용량 HBM시장 선점에 나선다는 전략이다.
삼성전자는 24Gb(기가비트) D램 칩(3GB 용량)을 TSV(실리콘 관통전극) 기술로 12단까지 쌓아올려 업계 최대 용량인 36GB HBM3E 12H를 구현했다고 27일 밝혔다. TSV는 수천 개의 미세 구멍을 뚫은 D램 칩을 수직으로 쌓아 적층된 칩 사이를 전극으로 연결하는 기술이다.
HBM3E 12H는 초당 최대 1280GB의 대역폭과 현존 최대 용량인 36GB를 제공, 성능과 용량 모두 4세대 HBM3 8H(8단 적층) 대비 50% 이상 개선했다. 1024개의 입출력 통로(I/O)에서 초당 최대 10Gb의 속도를 지원, 1초에 30GB 용량의 UHD 영화 40여편을 업(다운)로드 할 수 있다.
삼성전자는 혁신 기술을 앞세워 12H 제품을 8H 제품과 같은 높이로 구현, 업계의 HBM 패키지 규격을 만족시켰다. 삼성이 이번에 적용한 'Advanced TC NCF (열압착 비전도성 접착 필름)' 기술은 HBM 적층수가 증가하고 칩 두께가 얇아지면서 발생할 수 있는 '휘어짐 현상'을 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 삼성전자는 NCF 소재 두께도 지속적으로 낮춰 업계 최소 칩간 간격인 7 마이크로미터(um)를 구현했고, 이를 통해 HBM3 8H 대비 20% 이상 향상된 수직집적도를 실현했다.
칩과 칩 사이를 접합하는 공정도 혁신했다. 신호 특성이 필요한 곳에는 작은 범프(칩 사이를 전기적으로 연결하기 위해 만든 전도성 돌기)를, 열 방출 특성이 필요한 곳에는 큰 범프를 적용했다. 크기가 다른 범프를 사용해 열 특성을 강화하는 동시에 수율도 극대화했다.
삼성전자가 개발에 성공한 HBM3E 12H는 AI(인공지능) 서비스 고도화로 데이터 처리량이 급증하는 상황을 정조준한 솔루션이다. 성능과 용량이 높아진 이 제품을 사용할 경우 GPU 사용량이 줄어 기업들의 총 소유비용(TCO)을 절감할 수 있는 등 리소스 관리를 유연하게 할 수 있다. 삼성전자는 서버 시스템에 HBM3E 12H를 적용하면 HBM3 8H 탑재했을 때 보다 AI 학습 훈련 속도가 평균 34% 향상될 수 있고, 추론의 경우 최대 11.5배 많은 AI 사용자 서비스가 가능할 것으로 기대된다고 밝혔다.
배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획실장(부사장)은 "AI 서비스를 제공하는 고객사의 고용량 솔루션 니즈에 부합하는 혁신 제품 개발에 힘쓰고 있다"며 "앞으로 HBM 고단 적층을 위한 기술 개발에 주력하는 등 고용량 HBM 시장을 선도하고 개척해 나갈 것"이라고 밝혔다.
삼성전자는 HBM3E 12H 샘플을 고객사에 제공하기 시작했고, 올 상반기 양산할 예정이다.
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