삼성전자, cHBM·zHBM 등 차세대 기술 언급하며 자신감 … AI 시스템 주도권 쥔다

“HBM4 고객사 피드백은 아주 만족스럽다.” 삼성전자가 차세대 고대역폭메모리(HBM4) 양산 출하 국면에서 기술 자신감을 다시 꺼내 들었다. 송재혁 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문 최고기술책임자(CTO)는 11일 서울 코엑스 ‘세미콘코리아2026’ 현장에서 기자들과 만나 HBM4 고객 반응을 이같이 전하며, “지금 어떻게 하느냐가 중요하다”고 말했다. 점유율 전망에 대해서는 “비즈니스적으로 어떻게 포트폴리오를 운영하느냐에 달렸다”고 선을 그었다. 

하지만 삼성의 메시지는 ‘HBM4 단품’에 머물지 않았다. 송 CTO는 기조연설에서 AI 연산이 제타플롭스(초당 10해번 연산) 단위로 확대되는 흐름을 전제로, 단일 칩 성능만으로는 한계가 뚜렷해지고 있다고 진단했다. AI 확산이 메모리, 전력, 열(서멀), 네트워크 병목을 동시에 키우면서 경쟁 축이 ‘칩’에서 ‘AI 시스템’으로 이동하고 있다는 것이다. 삼성은 이를 해결하기 위한 해법으로 메모리뿐 아니라 로직(파운드리), 첨단 패키징, 설계까지 함께 최적화하는 DTCO(Design-Technology Co-Optimization, 공동 최적화) 전략을 제시했다.

정부는 같은 행사에서 산업 체력의 축을 ‘소부장’으로 못 박았다. 문신학 산업통상자원부 차관은 개막식 축사에서 반도체 산업은 슈퍼사이클과 저점 구간이 반복될 수밖에 없다고 전제한 뒤, “사이클의 진폭을 낮추고 일관성 있게 만드는 것은 결국 소부장 경쟁력”이라고 강조했다. 삼성·SK하이닉스 같은 소자 기업이 잘하는 것과 별개로, 공급망 경쟁력이 산업 변동성을 완충하는 핵심이라는 취지다.

세미콘코리아 2026은 전 세계 550개기업이 참가하고 전시 부스가 2409개에 달하는 국내 최대급 반도체 전시회다.

송 CTO는 AI가 이미 일상에 들어온 현실을 언급하며, 기술 확산 속도가 기존 산업 기술과 비교해 매우 빠르다고 설명했다. 금융·법률·인문학 등 다양한 분야에서 AI가 생산성 변화를 만들어내고 있다는 사례도 제시했다.

이 같은 확산은 데이터센터 워크로드를 끌어올린다. 송 CTO는 트레이닝과 추론이 커질수록 메모리 요구량이 빠르게 늘어날 것으로 내다봤고, 현재 시스템의 ‘메모리 대역폭 갭’이 AI 성능 발전의 허들이 될 수 있다고 짚었다.

송 CTO는 HBM4와 차세대 플랫폼에서 메모리 대역폭 제약을 줄이기 위한 기술을 준비하고 있다고 밝혔다. 삼성의 큰 방향은 패키지·디바이스·디자인을 동시에 끌어올리는 ‘삼박자’ 전략이다.

그는 삼성전자가 메모리, 파운드리, 첨단 패키징을 모두 갖춘 구조적 이점을 AI 시대의 핵심 경쟁력으로 제시했다. 디램·플래시·로직 제품군에서 패터닝, 인터커넥트 본딩, 트랜지스터 기술을 고도화하고, 패키징 혁신과 설계 혁신을 병행해 시스템 수준의 성능·전력 효율을 끌어올리겠다는 구상이다.

또한 본딩, 고성능 트랜지스터, 스트레스 관련 기술, 미세 패터닝, 저저항 인터커넥트 등 5개 기술 카테고리를 공통 축으로 묶어 제품군 전체에 시너지를 내겠다는 계획을 제시했다. GAA(게이트올어라운드) 트랜지스터 혁신을 로직에서 D램, 낸드로 확산시키는 경로를 언급한 것도 같은 맥락이다.

송 CTO는 HBM 시스템에서 열 관리(서멀 컨트롤)의 중요성을 강조하며, 하이브리드 본딩 관련 구조에서 서멀 저항 20% 이상 개선과 베이스 다이 온도 12% 이상 감소라는 내부 확인 결과를 언급했다.

표준 HBM 아키텍처를 변형하는 ‘커스텀 HBM’도 제시했다. IO(입출력) 채널 병목을 줄여 전력을 크게 낮출 수 있는 실험 결과를 확보했다고 밝혔고, 베이스 다이에 컴퓨트 코어를 넣는 구상은 고객과 소통 중이라고 설명했다.

아울러 광(옵티컬) 통신과 CPO(공동 패키징 옵틱스) 대응 전략을 준비 중이라고 밝혔다.

송 CTO는 “단일 기업·단일 국가가 할 수 없는 생태계 과제”를 강조하며, 소부장 업체의 지원과 협업이 AI 시대를 뒷받침할 전제라고도 말했다.