"높이 쌓아 속도·전력 잡는다"… 삼성·SK, 메모리 적층 대결

SEDEX 달군 AI 메모리 솔루션
삼성, zHBM·zNAND-O 선봬
용인 산단 중심 생산 비전도 제시
SK, 차세대 낸드 해법 HBF 주목
3D D램으로 데이터 공급 속도 ↑

삼성전자와 SK하이닉스가 14일 인공지능(AI) 성능을 높일 차세대 메모리 적층 기술을 나란히 선보였다. 반도체를 수직으로 쌓아 연산장치와 메모리 사이의 데이터 이동 거리를 줄이고, 처리 속도와 전력 효율을 높이는 데 초점을 맞춘 것이다.

■삼성전자 "4F²기술 개발 중"

삼성전자는 이날 서울 강남구 코엑스에서 막을 올린 제 28회 반도체대전(SEDEX 2026)에 참가해 메모리·로직·설계·파운드리·첨단 패키징을 아우르는 AI 반도체 솔루션을 선보였다.

차세대 메모리 기술 핵심은 연산장치와 메모리 사이의 거리를 줄여 데이터를 빠르게 공급하고 전력 소모를 낮추는 데 집중한다. 삼성전자는 AI 가속기 위에 고대역폭메모리(HBM)을 수직으로 쌓는 3차원(3D) 메모리 아키텍처 기반 'zHBM' 모형을 전시했다.

낸드 칩을 수직으로 쌓는 3D 낸드 솔루션 'zNAND-O' 모형도 함께 선보였다. 기기에서 AI를 구동하는 엣지 AI 환경에 최적화된 기술로, 공간을 효율적으로 활용하면서 데이터 로딩 속도를 높이는 데 초점을 맞췄다.

7세대 HBM인 HBM4E와 메모리 내부에 연산 기능을 통합한 'LPDDR-PIM'도 전시했다. LPDDR-PIM은 저전력 D램 안에서 일부 연산을 수행하도록 하는 기술이다. 데이터를 외부 연산장치로 옮기는 부담을 줄여 처리 효율을 높이는 방식이다.

삼성전자는 차세대 기술과 함께 생산기반 확대 청사진도 제시했다. 올해 신설한 '반도체 클러스터존'에서 주요 생산·개발 거점의 역할과 약 360조원을 투자하는 용인 국가산업단지 조성 계획을 소개했다. 2027년 부지 조성과 착공을 시작해 2029년 10월 첫 생산라인 가동을 목표로 준비하고 있다.

한편 중국 반도체 기업 창신메모리테크놀로지(CXMT)가 차세대 서버용 D램 출시를 예고한 가운데 삼성전자도 해당 기술을 개발 중인 것으로 알려졌다.

이날 송재혁 삼성전자 최고기술책임자(CTO) 사장은 삼성전자 부스를 방문해 "삼성전자도 '4F²(포에프스퀘어)' 기술을 개발하고 있느냐"는 취재진의 질문에 "그렇다"고 답했다. 개발 진행 상황을 묻는 말에는 "열심히 합니다"라며 말을 아꼈다.

■SK하이닉스, 속도·용량 한계 넘는다

SK하이닉스는 고대역폭플래시(HBF)와 3D 적층 D램 등을 차세대 메모리 기술로 제시했다.

안현 SK하이닉스 개발총괄 사장이 이날 키노트 스피치 기조연설에 나서 AI 추론 확대에 따라 발생하는 메모리의 속도·용량 한계를 진단하고 개발 방향을 설명했다.

안 사장은 AI가 수행하는 작업이 복잡해지고 한 번에 참고하는 문맥과 처리 요청량이 늘면서 AI 인프라의 성능 규모가 2030년에는 올해 대비 약 20배로 확대될 것으로 전망했다. 특히 AI가 이전에 처리한 정보를 재활용하기 위한 중간 데이터인 'KV 캐시'가 증가하면서, 이를 여러 메모리에 나눠 저장하고 옮기는 과정이 새로운 병목으로 떠오르고 있다고 설명했다.

이를 위한 차세대 메모리 기술 해법으로는 먼저 HBF를 꼽았다. 낸드플래시 기반인 HBF는 차세대 낸드 솔루션으로, 대용량 데이터를 효율적으로 저장할 수 있어 HBM과 솔리드스테이트드라이브(SSD) 사이 새로운 메모리 계층으로 주목받고 있다.

데이터 공급 속도를 높이기 위한 새로운 기술로는 '3D 스택 D램'을 제시했다. 3D 스택 D램은 그래픽처리장치(GPU) 등 프로세서 위에 바로 D램을 올리고 실리콘관통전극(TSV)으로 연결해 프로세서와 메모리를 연결한 제품이다. 이를 통해 데이터 이동 거리를 줄인다.

안 사장은 "프로세서와 메모리를 바로 연결하는 차세대 기술을 통해 대역폭 증가, 파워 절감, 열처리 할 수 있는 어드밴스트 패키지 등을 결합해 새로운 AI 솔루션으로 성장할 수 있을 것"이라고 말했다.

[email protected] 박지연 기자