삼성전자, 5세대 고대역폭 메모리 ‘36GB HBM3E 12H’ 공개

HBM3 8H대비 성능·용량 50% 이상 향상...상반기내 양산 예정

[SRT(에스알 타임스) 방석현 기자] 삼성전자는 36기가바이트(GB) 5세대 고대역폭메모리‘HBM3E’ 12단 적층(12H) D램 개발에 성공하고 고용량 HBM 시장 선점에 나선다고 27일 밝혔다.

36GB HBM3E 12H는 24기가비트(Gb) D램 칩을 실리콘 관통 전극 기술(TSV)로 12단까지 적층해 업계 최대 용량을 구현했다는 것.

이 제품은 초당 최대 1,280GB의 대역폭과 현존 최대 용량인 36GB을 제공해 성능과 용량 모두 전작 4세대 고대역폭메모리(HBM3) 8H 대비 50% 이상 개선됐다.

HBM3E 12H는 1,024개의 입출력 통로(I/O)에서 초당 최대 10Gb를 속도를 지원, 초당 1,280GB를 처리할 수 있는데 이는 1초에 30GB 용량의 초고해상도(UHD) 영화 40여 편을 업(다운)로드할 수 있는 속도다.

패키지 규격은 삼성전자의 열압착 비전도성 접착 기술 'Advanced TC NCF'이 활용돼 8H 제품과 동일한 높이로 구현해 냈다. 이 기술은 HBM 적층수가 증가하고, 칩 두께가 얇아지면서 발생할 수 있는 '휘어짐 현상'을 최소화할 수 있어 고단 적층 확장에 유리하다.

비전도성 접착 필름(NCF) 소재 두께도 지속적으로 낮춤으로써, 칩 간 간격을 '7마이크로미터(um)'로 구현했다. 이를 통해 HBM3 8H 대비 20% 이상 향상된 수직 집적도를 실현했다.

칩과 칩사이를 접합하는 공정에서는 크기가 다른 범프 적용을 통해 열 특성을 강화하는 동시에 수율도 극대화했다. 범프는 칩 사이를 전기적으로 연결하기 위해 형성한 전도성 돌기를 통칭하는데 신호 특성이 필요한 곳은 작은 범프를, 열 방출 특성이 필요한 곳에는 큰 범프를 목적에 맞게 사이즈를 맞춰 적용했다. 

이와 함께 NCF로 코팅하고 칩을 접합해 범프 사이즈를 다양하게 하면서 동시에 공극(Void)없이 적층하는 업계 최고 수준의 기술력도 선보였다.

이 제품은 기존 제품 대비 성능과 용량이 증가했기 때문에 그래픽 반도체(GPU) 사용량이 줄어 기업들이 총 소유 비용(TCO)을 절감할 수 있는 등 리소스 관리를 유연하게 할 수 있는 것도 큰 장점이다

예를 들어 서버 시스템에 HBM3E 12H를 적용하면 HBM3 8H를 탑재할 때 보다 평균 34% AI 학습 훈련 속도 향상이 가능하며, 추론의 경우에는 최대 11.5배 많은 AI 사용자 서비스가 가능할 것으로 기대된다. HBM3E 12H 샘플은 고객사에게 제공되기 시작했으며 상반기 내 양산할 예정이다.

배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획실장(부사장)은 "삼성전자는 AI 서비스를 제공하는 고객사의 고용량 솔루션 니즈에 부합하는 혁신 제품 개발에 힘쓰고 있다"며 "앞으로 HBM 고단 적층을 위한 기술 개발에 주력하는 등 고용량 HBM 시장을 선도하고 개척해 나갈 것"이라고 밝혔다.