[WHY? 성능과 용량, 속도 모두 전작 대비 대폭 상승됐다. Advanced TC NCF 기술을 사용해 12H 제품을 8H 제품과 동일한 높이로 구현한 덕분이다.]

삼성전자가 업계 최초로 36GB HBM3E(5세대 HBM) 12H(12단 적층) D램 개발에 성공했다고 27일 밝혔다. HBM3E 12H는 성능과 용량 모두 전작인 HBM3(4세대 HBM) 8H(8단 적층) 대비 50% 이상 개선된 제품이다.

삼성전자는 24GB D램 칩을 TSV(Through-Silicon Via, 실리콘 관통 전극) 기술로 12단까지 적층해 업계 최대 용량인 36GB HBM3E 12H를 구현했다. TSV는 수천 개의 미세 구멍을 뚫은 D램 칩을 수직으로 쌓아 적층된 칩 사이를 전극으로 연결하는 기술이다.

속도도 대폭 향상됐다. HBM3E 12H는 초당 최대 1280GB의 대역폭 및 현존 최대 용량인 36GB을 제공한다. 1024개의 입출력 통로(I/O)에서 초당 최대 10Gb의 속도를 지원한다. 30GB 용량의 UHD 영화 40여 편을 1초 만에 업(다운)로드 할 수 있는 스펙이다.

특히 AI 플랫폼 기업들에 활용도가 높을 것으로 전망된다. 예컨대 서버 시스템에 HBM3E 12H를 적용하면 HBM3 8H보다 AI 학습 훈련 속도를 평균 34% 향상시킨다. 추론의 경우에는 최대 11.5배 많은 AI 사용자 서비스를 가능케 한다.

이 밖에 GPU 사용량을 줄여 기업들이 총 소유 비용(TCO, Total Cost of Ownership)을 절감하는 등 리소스 관리를 유연하게 하는 것도 가능하다.

삼성전자는 'Advanced TC NCF(Thermal Compression Non Conductive Film, 열압착 비전도성 접착 필름)' 기술로 12H 제품을 8H 제품과 동일한 높이로 구현해 HBM 패키지 규격을 만족시켰다.

Advanced TC NCF 기술을 적용하면 HBM 적층수가 늘어나고 칩 두께가 얇아지면서 발생할 수 있는 '휘어짐 현상'을 최소화 할 수 있어, 고단 적층 확장에 유리하다.

삼성전자는 NCF 소재 두께를 지속적으로 낮춤으로써, 업계 최소 칩 간 간격인 '7마이크로미터(um)'를 구현했다. 이를 통해 HBM3 8H 대비 20% 이상 향상된 수직 집적도를 실현했다.

특히 칩과 칩 사이를 접합하는 공정에서 신호 특성이 필요한 곳에는 작은 범프를, 열 방출 특성이 필요한 곳에는 큰 범프를 목적에 맞게 사이즈를 맞춰 적용했다. 크기가 다른 범프 적용을 통해 열 특성을 강화하는 동시에 수율도 극대화했다. 범프는 '칩 사이를 전기적으로 연결하기 위해 형성한 전도성 돌기'를 말한다. 삼성전자는 NCF로 코팅하고 칩을 접합해 범프 사이즈를 다양하게 하면서 동시에 공극(빈 공간) 없이 적층했다.

삼성전자 메모리사업부 상품기획실장 배용철 부사장은 "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.

한편, 삼성전자는 HBM3E 12H의 샘플을 고객사에게 제공하기 시작했으며, 상반기 양산할 예정이다.

/ 포춘코리아 이세연 기자 mvdirector@fortunekorea.co.kr