삼성전자, ‘FMS 2026’서 AI시대 이끌 차세대 ‘3D 메모리’ 공개

[SWTV 오한길 기자] 삼성전자가 차세대 3D 메모리 혁신 기술을 대거 공개하며 글로벌 AI 메모리 시장의 주도권 굳히기에 나섰다.

삼성전자는 4~6일(현지시간) 미국 캘리포니아주 산타클라라 컨벤션센터에서 열리는 ‘FMS 2026’에 참가해 차세대 3D 메모리 아키텍처인 zHBM과 zNAND-O의 목업(제품 모형)을 업계 최초로 공개하며 AI시대를 이끌 차세대 메모리 기술 비전을 제시했다고 5일 밝혔다.

▲ ‘FMS 2026’에 마련된 삼성전자 홍보 부스. [사진=삼성전자]

삼성전자는 이번 행사에서 최대 규모의 전시 공간을 마련하고, AI 클라우드 서버를 형상화한 전시 부스를 선보였다.

▲Highlight ▲Cloud AI ▲Edge AI 존으로 구성된 전시 공간에는 D램부터 NAND, 스토리지에 이르는 폭넓은 메모리 포트폴리오를 중심으로 약 30개 제품을 전시하고, AI 메모리 핵심 기술과 고객 맞춤형 솔루션을 소개했다.

행사 첫 날인 4일 오전 11시40분(현지시간)에는 이진엽 Flash개발실 부사장과 김경륜 D램개발실 상무가 ‘Driving the wave of AI Revolution: 3D Innovations in Memory & Storage Architecture’을 주제로 기조연설을 진행했다.

이들은 zHBM, zNAND-O 등 차세대 3D 메모리를 기반으로 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 AI 인프라 수요 증가에 대응하고, AI 시스템의 성능과 전력효율을 극대화하기 위한 기술 비전을 제시했다.

특히 기조연설에서 400단 이상의 V10 BV-NAND를 업계 최초로 공개하며 차세대 NAND 기술 경쟁력을 선보였다.

HPC 및 AI 인프라의 확산으로 고용량·고대역폭 메모리에 대한 요구 수준이 높아지면서 기존 HBM만으로는 향후 요구되는 수준의 성능을 구현하는 데 한계가 있다.

이에 대한 대안이 바로 zHBM이다. zHBM은 기존에 AI 가속기(xPU) 옆에 HBM을 배치하는 방식에서 한 단계 더 나아가 AI 가속기 상단에 HBM을 수직으로 적층하는 차세대 아키텍처다.

이는 AI 가속기와 메모리간 데이터 이동거리를 최소화함으로써 대역폭과 전력효율을 높이고, 대규모 AI 모델의 학습과 추론에 필요한 초고속 데이터 처리를 지원한다. 이를 통해 HBM5 대비 최대 8배 높은 성능을 제공한다.

또 짧아진 데이터간 이동거리로 인해 HBM5 대비 전성비를 최대 3배 향상시키고, 열 저항을 절반 이상 낮춤으로써 고용량·고대역폭 시스템의 안정성과 전력효율을 극대화할 수 있다는 것이 삼성전자 측의 설명이다.

특히 zHBM은 고객 맞춤형 설계가 가능한 3D 메모리 솔루션으로, 메모리와 AI 가속기 사이에 위치한 인터레이어에 맞춤형 IP를 추가해 메모리 용량 확장과 가속기 성능 강화 등 제품 특성을 최적화할 수 있다.

삼성전자는 D램뿐 아니라 NAND에서도 3D 메모리 아키텍처 비전을 제시했다.

zNAND-O는 삼성전자가 개발 중인 차세대 고성능 NAND 플래시 솔루션으로, 기존 V-NAND의 수직 적층 기술을 활용하고 TSV 기술을 결합해 4단 또는 8단 반도체 칩을 3D 패키징한 제품이다.

제품명 끝의 ‘-O’는 On-device AI 환경에 최적화된 제품임을 의미한다. 높은 공간 효율성과 데이터 로딩 대역폭, 빠른 응답 속도를 바탕으로 실시간 대규모 데이터 처리가 요구되는 환경에서 고성능을 지원한다.

삼성전자는 이번 행사에서 업계 최초로 수직 적층 400단 이상의 10세대 V-NAND ‘V10 BV-NAND’를 공개하며, NAND 기술 리더십을 강화했다. 삼성전자는 13년 전 같은 행사에서 세계 최초로 V-NAND 기술을 발표한 바 있다.

V10 BV-NAND는 400단 이상의 초고적층 구조를 기반으로 성능과 전력효율을 높인 차세대 NAND 제품으로, 웨이퍼 본딩 기술과 3 Stack 기술을 통해 400단 이상의 초고적층을 구현했고, 메모리 집적도를 전 세대(V9) 대비 약 58% 향상시켜 동일한 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다.

특히 단순히 적층 수를 늘리는 데 그치지 않고 데이터 읽기·쓰기 성능과 I/O 속도도 전 세대 대비 향상시켜 고성능·고용량 NAND 시장에 최적화된 경쟁력을 확보했다.

이번 전시에서 삼성전자는 ▲HBM4E ▲HBM5 ▲LPDDR5X-PIM ▲PM1763 등 고성능 컴퓨팅과 AI 데이터센터에 최적화된 차세대 메모리·스토리지 솔루션도 선보였다.

삼성전자는 지난 2월 업계 최초로 1c D램과 4나노 베이스 다이 기술을 적용한 HBM4를 양산 출하한 데 이어 5월에는 업계 최대 성능·최고 용량의 HBM4E 샘플을 세계 최초로 고객사에 공급하는 등 차세대 HBM 시장을 선도하기 위한 기술 경쟁력을 지속 강화하고 있다.

이번 행사에서는 HBM4E가 적용된 차세대 AI 플랫폼과 웨이퍼를 전시했고, 신규 열관리 기술인 HPB를 적용해 더 높은 대역폭과 용량을 제공하는 HBM5 목업을 공개했다.

LPDDR5X-PIM은 삼성전자가 세계 최초로 개발한 제품으로, 메모리 내부에서 연산을 수행해 데이터 이동을 최적화하고, 전력효율을 향상시킨 차세대 메모리 제품이다. 또 PM1763, BM1773 등 AI 시대의 다양한 데이터 처리 및 저장 수요에 대응하는 차세대 메모리·스토리지 포트폴리오도 공개했다.

삼성전자는 세계에서 유일하게 ▲메모리 ▲로직 ▲파운드리 ▲패키징까지 아우르는 ‘원스톱 솔루션’을 제공할 수 있는 종합반도체(IDM) 기업으로, 특히 고객의 제품 설계 단계부터 양산까지 통합 서비스를 제공해 개발기간을 줄이고, 성능과 전력효율을 최적화함으로써 고객 맞춤형 AI 반도체 구현을 지원한다.

삼성전자는 또 FMS 2026에서 End-to-End 솔루션 역량을 기반으로 차세대 AI 인프라 혁신을 위한 메모리·스토리지 기술 전략과 로드맵을 제시했다.

삼성전자는 “앞으로도 차세대 메모리 기술 혁신과 메모리, 파운드리, 첨단 패키징을 아우르는 차별화된 솔루션을 통해 AI시대의 반도체 기술 리더십을 지속 강화해 나갈 것이다”라고 말했다.