삼성전자가 인공지능(AI) 반도체의 핵심 부품인 8세대 고대역폭메모리(HBM5) 제품에 자사 최첨단 2나노 공정 기술을 적용하기로 했다. 미래 HBM 시장에서 기술 우위를 확실히 다지겠다는 전략으로 풀이된다.
구자흠 삼성전자 파운드리사업부 기술개발실장(부사장)은 27일 삼성전자 반도체 뉴스룸과의 인터뷰에서 이 같은 계획을 밝혔다. 구 부사장에 따르면 HBM5는 HBM4E보다 데이터 처리 속도가 50% 이상 빨라질 것으로 예상된다. 이를 위해 여러 층의 D램을 쌓아 올리는 받침대인 '베이스 다이'에 속도와 전력 효율을 모두 끌어올릴 수 있는 최신 공정을 적용한다는 계획이다.
삼성전자는 HBM5에 '게이트올어라운드(GAA)' 방식의 2나노 공정을 쓸 계획이다. GAA는 트랜지스터의 전류 통로를 게이트로 사방에서 감싸 전류를 더 정밀하게 제어하는 구조로, 기존 방식보다 성능과 전력 효율을 함께 높일 수 있다. 삼성전자는 여기에 D램을 층층이 연결하는 미세 전극인 TSV(실리콘관통전극)도 더 촘촘하게 구현할 예정이다.
삼성전자는 HBM을 설계부터 반도체 제조, 최종 패키징까지 한 회사가 도맡아 하는 '턴키(일괄생산)' 방식으로 만든다는 점을 강점으로 내세웠다. 설계 단계부터 최적화하기 쉽고, 제품 완성 시간과 비용도 줄일 수 있다는 설명이다.
파운드리 사업의 기술력에 대해서도 자신감을 보였다. 삼성전자는 2022년 세계 최초로 GAA 구조를 적용한 3나노 공정 양산에 성공한 데 이어, 지난해 하반기 2나노 1세대 공정 양산도 시작했다. 올 하반기에는 수율과 성능을 개선한 2나노 2세대 공정으로 스마트폰용 반도체 신제품을 양산할 계획이다.
구 부사장은 이 같은 기술력을 바탕으로 스마트폰 제조사뿐 아니라 테슬라, 그리고 여러 AI·고성능컴퓨팅(HPC)·클라우드 기업들의 위탁생산 주문도 잇따르고 있다고 전했다. 4나노 공정 역시 수년간의 양산 경험이 쌓이면서 수율과 성능 모두 안정 궤도에 올랐다고 덧붙였다. 그는 "삼성 파운드리는 앞으로도 선단 공정의 탄탄한 기술 경쟁력을 바탕으로 시장 점유율을 지속 확대해 나갈 계획"이라고 말했다.