삼성, 괴물 스펙 'zHBM' 공개… 차세대 AI 메모리 승부

美 FMS서 수직 적층 모델 선봬
HBM5 대비 성능 최대 8배 발휘
차세대 낸드 솔루션 zNAND-O
업계 첫 400단 이상 V낸드 주목
AI 반도체 시장 선점 기술 고도화

삼성전자가 미국에서 포스트 고대역폭메모리(HBM)시장을 겨냥해 HBM5보다도 8배 가량 성능이 개선된 '괴물 HBM'인 zHBM 기술을 전격 공개했다. 또한 낸스플래시 기술을 한 차원 개선한 차세대 'zNAND-O'와 400단 이상 10세대 V낸드도 첫 선을 보였다. 차세대 인공지능(AI) 반도체 시장에서 1등 지위를 강화하기 위한 선제적 기술개발 행보로 풀이된다. 메모리 시장을 평정해 온 삼성의 초격차 전략이 새로운 궤도로 진입했다는 평가가 나온다.

■삼성전자, 포스트 HBM 시장 정조준

삼성전자는 미국 캘리포니아주 산타클라라 컨벤션 센터에서 열린 세계 최대 메모리·스토리지 컨퍼런스 'FMS 2026'에서 차세대 3D 메모리 아키텍처인 zHBM과 zNAND-O 목업을 업계 최초로 공개했다고 5일 밝혔다.

가장 눈길을 끈 것은 차세대 HBM 구조인 zHBM이다. zHBM은 기존처럼 AI 가속기 옆에 HBM을 배치하는 방식에서 더 나아가 AI 가속기 상단에 HBM을 수직 적층하는 구조다. AI 가속기와 메모리 간 데이터 이동 거리를 최소화해 대역폭과 전력효율을 크게 높일 수 있다. zHBM 기반 차세대 인터페이스 시스템은 HBM5 대비 최대 8배 높은 성능을 구현하고, 전력 효율은 최대 3배 향상시키며 열 저항은 절반 이상 낮춘 것이 특징이다.

낸드 분야에서는 차세대 고성능 솔루션인 zNAND-O를 공개했다. 기존 V낸드 수직 적층 기술에 실리콘관통전극(TSV)을 적용한 3D 패키징 구조로, 온디바이스 AI 환경에서 요구되는 높은 데이터 처리량과 빠른 응답 속도를 구현하도록 설계됐다. 또한 업계 최초로 400단 이상 10세대 V낸드(V10 BV-낸드)도 공개했다. V10은 메모리 집적도는 이전 세대(V9)보다 약 58% 향상됐다.

■HBM·낸드 성장 속 리더십 강화

AI 시대를 맞아 HBM과 낸드의 중요성이 함께 커지는 가운데, 삼성전자는 두 분야 모두에서 차세대 기술 개발과 제품 경쟁력 강화에 속도를 내고 있다. 먼저 삼성전자는 올해 업계 최초로 HBM4(6세대)를 양산 출하한 데 이어 HBM4E(7세대) 샘플을 고객사에 공급한 상태다. 이번 행사에서는 차세대 열관리 기술인 HPB(Heat Path Block)를 적용한 HBM5 목업도 공개했다. HBM5는 2나노 공정 기반 베이스 다이와 HPB 기술을 적용해 HBM4E보다 성능은 약 2배 높이고 열 저항은 20% 낮추는 것을 목표로 개발 중이다.

낸드 개발에도 속도를 내고 있다. 삼성전자 낸드 조직은 최근 신규 설계 프로젝트를 기존보다 확대하고 복수의 차세대 낸드와 eSSD 제품 개발을 동시에 추진하고 있는 것으로 파악됐다. 내부 관계자는 "AI 데이터센터 투자 확대와 eSSD 판매 호조로 낸드 개발이 이전보다 훨씬 공격적으로 진행되고 있다"며 "차세대 낸드와 SSD 경쟁력 확보를 위한 개발 속도가 빨라지고 있다"고 말했다.

이같은 노력에 삼성전자는 올해 1·4분기 D램과 낸드 모두 글로벌 매출 1위를 기록 중이다. 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 삼성전자의 D램 시장 점유율은 38.5%, 낸드는 31.6%로 각각 세계 1위다.

업계에서는 향후 HBM부터 고성능 낸드, 기업용 SSD까지 아우르는 메모리 포트폴리오와 대규모 양산 역량이 AI 메모리 시장 경쟁력의 핵심이 될 것으로 보고 있다. 반도체 업계 관계자는 "삼성전자가 메모리 전 영역을 아우르는 기술 방향을 제시하며 차세대 AI 메모리 경쟁의 주도권 확보에 나선 것으로 볼 수 있다"고 말했다.

[email protected] 임수빈 기자