[빅데이터뉴스 조재훈 기자] 삼성전자가 6세대 고대역폭메모리(HBM)인 ‘HBM4’를 기점으로 글로벌 AI 반도체 시장 주도권을 되찾겠다고 공식 선언했다. 단순한 성능 경쟁을 넘어 메모리·파운드리·패키징을 하나로 묶은 ‘원스톱 솔루션’을 앞세워 경쟁사와의 기술 격차를 다시 벌리겠다는 전략이다.

송재혁 삼성전자 최고기술책임자(CTO) 사장은 11일 서울 코엑스에서 열린 ‘세미콘코리아 2026’ 기조연설에서 차세대 AI 시대를 겨냥한 반도체 기술 로드맵을 공개했다. 송 사장은 로봇과 자율주행 등 AI가 물리적 세계에서 직접 작동하는 ‘피지컬 AI’ 시대에는 방대한 데이터를 실시간으로 처리해야 하는 만큼, 반도체 구조 전반의 혁신이 불가피하다고 강조했다.
삼성전자가 선봉으로 내세운 제품은 설 연휴 직후 양산 출하가 예정된 HBM4다. 삼성은 메모리의 핵심 제어 역할을 하는 베이스다이에 기존 메모리 공정 대신 파운드리 전용 ‘핀펫(FinFET)’ 공정을 적용했다. 이를 통해 전력 효율은 40% 개선됐고, 발열은 10% 줄었다. 데이터 입출력(I/O) 채널도 기존 대비 두 배인 2048개로 확대해 데이터 병목 현상을 해소했다.

차세대 제품군도 구체적으로 제시됐다. GPU가 담당하던 연산 일부를 메모리가 직접 수행해 효율을 2.8배 끌어올리는 ‘삼성 커스텀 HBM(cHBM)’과, 연산 칩 위에 메모리를 수직으로 적층하는 구조의 ‘zHBM’이 대표적이다. 특히 칩 간 돌기(범프)를 제거하고 직접 접합하는 ‘하이브리드 코퍼 본딩(HCB)’ 기술을 적용해 16단 이상 초적층 제품에서도 발열을 제어하고 데이터 전송 속도를 대폭 개선했다.

삼성전자는 설 연휴 이후 업계 최초로 엔비디아에 공급할 HBM4를 양산 출하할 계획이다. 삼성전자는 이번 HBM4 개발 단계부터 최고 성능 구현을 위해 10나노 6세대(1c) D램 탑재와 4나노 파운드리 공정 적용이라는 승부수를 던진 상황이다.

그 결과 삼성전자 HBM4의 데이터 처리 속도는 JEDEC 표준인 8Gbps(초당 기가비트) 를 넘는 최대 11.7Gbps로, 업계 최고 수준이다. 이는 JEDEC 표준을 37%, 이전 세대 HBM3E(9.6Gbps)를 22% 웃도는 수준이다. 또한 단일 스택(묶음) 기준 메모리 대역폭이 전작 대비 2.4배 향상된 최대 3TB/s 수준에 달하며 12단 적층 기술로 최대 36GB의 용량을 제공한다.

송 사장은 서울 강남구 코엑스에서 열린 '세미콘 코리아 2026'에 참석하기 전 기자들과 만나 "세계에서 가장 좋은 기술력으로 대응했던 삼성의 모습을 잠시 못 보여드렸지만 그 모습 다시 보여드리는 걸로 보면 된다"며 강조했다.

이어 삼성이 구현한 HBM4 최고 동작 속도에 대해 자신감을 보였다. 송 사장은 "내부에 메모리와 파운더리와 패키지를 다 갖고 있었다"면서 "AI가 요구하는 제품을 만드는 데 가장 아주 좋은 환경이다. 이를 적합하게 시너지를 내고 있는 걸로 보면 된다"고 말했다.

송 사장은 "기술에 있어서는 최고로 보인다"며 "미래에 대한 자신은 지금 어떻게 하느냐가 중요한데, 기술 준비를 잘하고 있다"고 설명했다.
이어 그는 "HBM4는 사실상 기술에 있어서는 최고"라며 "차세대 HBM4E, HBM5에서도 업계 1위가 될 수 있도록 기술을 준비하고 있다"고 말했다. 다만 송 사장은 직접적인 수율 수치 언급에 대해선 말을 아꼈다.

송 사장은 업계에서 지속되고 있는 공급 부족 현상이 내년까지 이어질 것이라고 내다봤다. 그는 "지금 AI 수요가 이전에 모바일이나 PC 수요하고는 다른 성격을 갖고 있어서 올해와 내년 모두 강할 것"이라고 전망했다.

조재훈 빅데이터뉴스 기자 cjh@thebigdata.co.kr