1일 세미콘 타이완 '이그제큐티브 서밋'에서 전략을 발표하는 최장석 삼성전자 DS부문 메모리사업부 상품기획팀장 상무 [사진=삼성전자]

[디지털데일리 고성현기자] 삼성전자가 인공지능(AI) 시대의 메모리 기술 한계를 극복하기 위한 ‘CUBE’ 전략을 공개했다. 용량과 활용도, 대역폭, 전력·열 효율을 동시에 높이는 방향으로 차세대 메모리 기술을 고도화하고 HBM5와 zHBM, zNAND-O 등 신규 제품 개발에 속도를 낸다는 구상이다.

삼성전자는 1일 대만 타이베이에서 열린 ‘세미콘 타이완 2026’ 사전 행사인 메모리 이그제큐티브 서밋(Memory Executive Summit)에서 이 같은 전략을 발표했다.

최장석 삼성전자 DS부문 메모리사업부 상품기획팀장 상무는 이날 기조연설에서 용량(Capacity)·활용도(Utilization)·대역폭(Bandwidth)·효율(Efficiency)을 축으로 하는 CUBE 전략을 소개했다.

용량 측면에서는 PCB 면적 확대 없이 수직 적층을 통해 메모리 용량을 늘리는 방향을 제시했다. 최 상무는 “이제 더 이상 PCB 면적에 제한되지 않고 보드 면적을 키우지 않고도 수직으로 확장해 메모리 용량을 늘릴 것”이라고 말했다.

활용도는 단순 적층을 넘어 각 층의 메모리와 로직을 어떻게 배치하느냐에 초점을 맞췄다. 삼성전자는 데이터 처리 지연을 줄이기 위해 로직과 메모리 배치를 최적화하고 있다고 설명했다.

대역폭은 다이 사이의 물리적 거리를 줄여 개선한다. 최 상무는 “다이 사이의 거리를 획기적으로 단축함으로써 수직 고속도로를 형성해 대역폭을 획기적으로 개선할 수 있다”고 밝혔다.

전력·열 효율 측면에서는 데이터 이동에 필요한 에너지를 줄이는 것이 핵심이다. 그는 “3D의 최종 목표는 단일 비트의 데이터를 이동시키는 데 필요한 에너지를 줄이는 것”이라며 “구조적 효율성을 높여 와트당 성능을 극대화하고 있다”고 말했다.

삼성전자는 차세대 고대역폭메모리(HBM) 개발 로드맵도 제시했다. 현재 개발 중인 HBM5는 HBM4E 대비 성능을 2배 높이고 와트당 성능을 20% 개선하는 것이 목표다. 열 저항은 20% 낮춘다는 계획이다.

HBM5 이후 제품으로는 zHBM을 준비하고 있다. 삼성전자는 zHBM에서 HBM5 대비 성능을 8배 높이고 와트당 성능을 3배 개선하는 것을 목표로 하고 있다. 열 저항은 75~90% 낮춘다는 방침이다.

D램과 낸드 사이의 성능·용량 격차를 겨냥한 zNAND-O도 개발한다. zNAND-O는 D램 대비 비트 밀도를 10배 높이면서 낸드 대비 읽기 대역폭과 전력 효율을 각각 7배 수준으로 끌어올리는 것이 목표다. 삼성전자는 2028년부터 zNAND-O 샘플링을 시작할 계획이다.

삼성전자는 HBM2부터 HBM4E까지 용량과 대역폭, 전력효율, 열관리 기술을 지속 고도화해왔다. AI 연산량이 빠르게 증가하면서 메모리의 용량과 데이터 전송속도, 전력효율을 함께 끌어올리는 기술 개발에 속도를 내고 있다.

한편 삼성전자는 올해 2분기 D램과 낸드플래시 시장에서 모두 매출 기준 1위를 기록했다. 카운터포인트리서치에 따르면 삼성전자의 2분기 글로벌 D램 시장 점유율은 39%로 SK하이닉스 26%, 마이크론 25%를 앞섰다.

트렌드포스 기준 같은 기간 낸드플래시 시장 점유율도 29.3%로 1위를 기록했다. 낸드 매출은 약 230억6000만달러로 전분기 대비 70.7% 증가했다.

생산능력에서도 업계 최대 수준을 유지하고 있다. 옴디아는 올해 삼성전자의 D램 생산능력을 300㎜ 웨이퍼 기준 연간 약 817만5000장으로 전망했다. SK하이닉스는 약 666만장, 마이크론은 약 360만장으로 예상됐다.

낸드 웨이퍼 생산량 역시 삼성전자는 올해 약 477만장으로 전망됐다. SK하이닉스·솔리다임의 약 279만장을 웃도는 규모다.

삼성전자는 범용 D램과 낸드부터 HBM, 기업용 SSD까지 제품군을 확대하면서 AI 메모리 수요에 대응하고 차세대 메모리 시장 주도권을 강화한다는 계획을 세웠다.