삼성, AI 가속기 위에 쌓는 3D 메모리 공개

삼성전자가 4일(현지 시간) 미국 캘리포니아주 샌타클래라 컨벤션센터에서 열린 메모리 전문 콘퍼런스 ‘FMS 2026’에서 차세대 3차원 메모리 구조인 ‘zHBM’ 실물모형을 공개했다. AI가 답변 생성 단계를 넘어 맥락을 기억하고 업무를 수행하는 에이전트로 발전하면서, 연산장치와 메모리 사이의 데이터 이동을 가속하는 고부가가치 기술 경쟁도 한층 치열해지고 있다.

zHBM은 기존처럼 고대역폭메모리(HBM)를 AI 가속기인 xPU 옆에 배치하지 않고 그 위에 수직으로 적층한다. 가로와 세로축을 넘어 높이인 Z축을 활용해 붙은 이름으로, xPU와 메모리의 물리적 거리를 줄여 데이터 전송 속도를 높이는 구조다. zHBM 기반 차세대 시스템은 HBM5 적용 시스템보다 데이터 처리 속도가 8배 높고, 전력 대비 성능은 3배 향상됐다. 열 저항도 절반 이하로 낮아졌다.

낸드플래시를 활용한 차세대 제품 개발도 동시에 진행되고 있다. 삼성전자는 최신 V낸드를 8단으로 적층한 ‘z낸드-O(zNAND-O)’ 실물모형을 처음 선보였다. SK하이닉스는 샌디스크와 차세대 저장 기술인 고대역폭플래시(HBF)의 첫 표준을 공개했다. D램을 수직 적층하는 HBM과 달리 HBF는 낸드를 쌓아 성능을 끌어올린다. 낸드는 많은 데이터를 저장할 수 있고 비휘발성 특성상 데이터 유지를 위한 추가 전류가 필요하지 않아 적은 전력으로 작동한다.

한국은 정부의 5년 내 웨이퍼 생산량 두 배 확대 계획과 삼성전자·SK하이닉스의 적극적인 투자를 바탕으로 2031년까지 메모리 반도체 시장의 주도권을 유지할 것이라는 전망을 받고 있다. 다만 AI 개발 환경의 변화 속도가 빨라지면서 메모리 신제품 개발 기간이 기존 18개월에서 12개월로 줄어든 점은 부담이다. 개발 속도가 경쟁력과 직결되는 만큼 시장 변화에 민첩하게 대응하는 역량이 향후 경쟁 구도를 가를 핵심 요소로 부상했다.