삼성전자, AI 메모리 수직 통합 해법 제시

삼성전자가 현지시간 4일 미국 캘리포니아주 산타클라라 컨벤션센터에서 열린 ‘FMS 2026’에서 인공지능 가속기 위에 고대역폭메모리를 직접 쌓는 3차원 패키징 기술 ‘zHBM’을 세계 최초로 공개했다. 평면의 X·Y축을 넘어 수직인 Z축까지 활용한다는 뜻을 담은 ‘z’ 기술군에는 낸드플래시 기반의 ‘zNAND-O’도 포함됐다.

zHBM은 가속기와 HBM을 같은 평면에 두는 기존 방식에서 벗어나, 인터포저를 수직으로 배치해 데이터 이동 거리를 줄이는 구조다. 삼성전자는 기존 인터페이스 시스템에서 HBM5 8개를 연결한 구성과 비교해 최대 3배의 대역폭을 구현하고, 탑재 용량도 4배 이상 늘릴 수 있다고 설명했다. 대용량·고대역폭 시스템의 전력 효율도 함께 높이는 설계다.

기존 패키징은 가속기와 HBM 사이의 물리적 거리 때문에 대역폭 확대에 제약이 있고, AI 연산량이 커질수록 데이터 이동에 따른 전력 소모와 발열 부담도 늘어난다. 삼성전자는 칩 사이의 연결을 최적화하는 하이브리드 코퍼 본딩 기술과 여러 적층물을 통합하는 멀티 스택 구조를 함께 제시했다. 메모리 용량 확대와 가속기 연결 강화를 동시에 겨냥했다.

zNAND-O는 V낸드에 실리콘관통전극 기술을 적용해 4단 또는 8단으로 칩을 쌓은 제품이다. 온디바이스 AI 환경에 맞춘 ‘O’ 제품군으로, 1,200억개 매개변수 규모의 GPT 추론 모델을 구동할 때 D램과 비슷한 처리 속도를 유지하면서 소비전력은 6분의 1 수준으로 낮췄다. 삼성전자는 AI 2.0 단계에서 제품 개발 주기가 18개월에서 12개월로 짧아지는 상황에 대응할 핵심 기술로 3D 메모리 플랫폼을 내세웠다.