삼성전자, AI 메모리 병목 끝낸다…차세대 3D 메모리 'zHBM' 최초 공개!

 

 

 

요즘 AI 반도체 뉴스 챙겨보다 보면 HBM 이야기가 정말 많이 나오는데요.

이번엔 삼성전자가 아예 한 발 더 나간 기술을 들고 나왔습니다.

 

바로 'zHBM'이라는 차세대 3D 메모리 아키텍처인데요.

이게 정확히 뭔지, 왜 이렇게 화제가 되는지 한번 정리해봤습니다.

 

 

FMS 2026, 어떤 자리였나?

 

삼성전자는 8월 4일부터 6일(현지시간)까지 미국 캘리포니아 산타클라라에서 열린 'FMS(Future of Memory and Storage) 2026'에 참가했습니다.

FMS는 올해로 20주년을 맞은 세계 최대 메모리·스토리지 전문 행사라고 하니, 업계에서는 정말 무게감 있는 자리인 셈이죠.

 

삼성전자는 이 행사에서 약 20평 규모의 최대 전시 공간을 마련했고,

AI 클라우드 서버를 형상화한 부스로 눈길을 끌었다고 합니다.

전시는 Highlight, Cloud AI, Edge AI 세 구역으로 나뉘었고, D램부터 낸드, 스토리지까지 약 30개 제품이 전시됐다고 하네요.

 

행사 첫날인 4일 오전에는 이진엽 Flash개발실 부사장과 김경륜 D램개발실 상무가

'Driving the wave of AI Revolution: 3D Innovations in Memory & Storage Architecture'라는 주제로 기조연설을 진행했습니다.

 

 

zHBM, 도대체 뭐가 다른걸까?

 

기존 HBM은 AI 가속기(GPU 등) 옆에 평면으로 배치되는 구조였는데요.

AI 인프라가 고도화되면서 이런 평면 배치 구조가 슬슬 한계에 다다르고 있다고 합니다.

 

삼성전자가 내놓은 답은 간단하면서도 대담합니다.

AI 가속기(xPU) '위'에다가 HBM을 수직으로 쌓아 올리는 거죠.

 

이렇게 하면 데이터가 이동하는 거리 자체가 확 줄어드는데요.

그 결과로 삼성전자가 밝힌 성능 개선폭이 꽤 인상적입니다.

 

- 성능: HBM5 대비 최대 8배 향상

- 전성비(전력 대비 성능): 최대 3배 개선

- 열 저항: 절반 이상 감소

 

특히 인터레이어(메모리와 가속기 사이 층)에 고객 맞춤형 IP를 적용할 수 있는 3D 설계 구조라서,

메모리 용량이나 가속기 성능을 고객사 필요에 맞게 최적화할 수 있다는 점도 강조됐습니다.

 

같이 공개된 'zNAND-O'도 눈여겨볼 만한데요.

기존 V-NAND의 수직 적층 기술에 TSV(실리콘관통전극) 기술을 결합해 4단 또는 8단 반도체 칩을 3D 패키징한 제품입니다.

이름 끝의 '-O'는 온디바이스(On-device) AI 환경에 최적화됐다는 의미라고 하네요.

 

이 외에도 삼성전자는 웨이퍼 본딩 기반의 적층 기술을 적용한 'V10 BV(Bonding Vertical)-낸드'를 함께 공개했는데,

메모리 셀을 400단 이상 쌓아올린 게 특징입니다.

 

 

SK하이닉스도 가만있지 않았다

 

같은 행사에서 SK하이닉스도 만만치 않은 카드를 꺼냈습니다.

샌디스크와 손잡고 차세대 스토리지 'HBF(고대역폭 플래시)'의 첫 표준 규격을 공개했는데요.

 

HBF는 HBM과 SSD 사이에 놓이는 새로운 메모리 계층으로,

HBM처럼 빠르게 데이터를 주고받으면서도 낸드 기반이라 용량을 크게 키울 수 있는 게 특징입니다.

8단·16단 적층으로 최대 512GB 용량, 대역폭은 최대 3.0TB/s까지 지원한다고 하네요.

 

이 표준에는 구글과 텐스토렌트가 컨소시엄으로 참여하고 있고,

UCIe라는 개방형 연결 표준을 채택해서 다양한 GPU·CPU와 유연하게 연동되도록 설계됐다고 합니다.

 

여기에 더해 SK하이닉스는 10세대(V10) 375단 4D 낸드도 처음 공개했는데,

이전 세대보다 전력 대비 성능을 2.5배 높인 게 특징이라고 하네요.

 

삼성이 400단 이상, SK하이닉스가 375단으로 초고적층 낸드 경쟁도 함께 벌어진 셈입니다.

 

 

왜 이게 중요할까요?

 

정리해보면 이번 FMS 2026은 메모리 경쟁의 무게중심이 확실히 바뀌고 있다는 걸 보여주는 자리였던 것 같습니다.

 

- 기존 HBM 중심 경쟁 → 3D 적층, 온디바이스 AI, 계층형 메모리(HBF) 등 훨씬 다양한 방향으로 확장

- 삼성전자는 '가속기 위에 메모리를 쌓는다'는 근본적으로 다른 구조 제안

- SK하이닉스는 HBM과 SSD 사이의 새로운 계층(HBF)으로 용량 확장성에 승부수

 

AI 서버 성능이 계속 높아질수록 결국 병목은 '연산'이 아니라 '데이터를 얼마나 빨리 옮기느냐'에서 발생한다고 하죠.

그런 의미에서 이번에 나온 zHBM이나 HBF 같은 기술들은 앞으로 AI 인프라의 방향을 가늠해볼 수 있는 좋은 힌트가 아닐까 싶습니다.

 

아직은 목업(Mock-up) 단계라 실제 양산까지는 시간이 좀 걸릴 것 같은데요.

그래도 메모리 업계가 HBM 다음 스텝을 어떻게 그리고 있는지 확인할 수 있어서 흥미로운 소식이었습니다.

 

 

 

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