AI 가속기 바로 위에 메모리를 직접 쌓아 올려 데이터 전송 병목을 줄이는 차세대 메모리 기술이 전격 공개됐다.
삼성전자는 미국 산타클라라에서 열린 FMS 2026에서 기존 HBM5 대비 GPU 성능을 최대 8배까지 끌어올린 ‘zHBM’을 처음으로 선보였다.
이번 기술은 가속기 옆이 아닌 Z축 방향 윗면에 메모리를 수직 적층하여 데이터 이동 거리를 획기적으로 줄인 점이 핵심으로 꼽힌다.
전력당 성능 3배 개선과 열저항 절감 수치도 함께 제시됐으나, 실제 고객사 서버 검증과 수율 확보가 상용화의 핵심 변수로 분석된다.
3D 수직 적층이 가져올 성능 도약과 공정의 난제
연산 장치가 메모리 답신을 기다리는 데이터 병목 현상은 그동안 고성능 AI 가속기의 성능 발휘를 막는 주요 원인으로 지적되어 왔다.
수직 적층 구조는 물리적 거리를 단축시키지만, 미세 초정밀 접합과 발열 통제를 동시에 달성해야 해 공정 난도가 대폭 올라간다.
적층 과정에서 단 하나의 층이라도 불량이 발생하면 고가의 칩 전체를 쓰지 못하게 되므로, 제조 수율과 검사 공정이 실제 원가를 결정짓는다.
삼성전자는 메모리 설계부터 파운드리, 첨단 패키징을 아우르는 종합반도체 역량을 앞세워 개발 기간 단축을 강점으로 내세웠다.
다만 패키징이나 가속기 생산 등 어느 한 공정에서 차질이 생기면 완제품 출하 전체가 지연될 수 있는 위험도 함께 존재한다.
함께 발표된 400단 이상의 10세대 V낸드와 온디바이스용 zNAND 역시 초고층 식각 기술과 수율 관리가 시장 안착의 관건으로 평가된다.
전력 효율 상승이 데이터센터 운영비를 줄여줄 수 있지만, 전체 AI 사용량이 급증할 경우 총 전력 소비는 늘어날 가능성도 있다.
기술 공개에 이어 가속기 제조사들의 맞춤형 설계 채택과 시제품 검증을 거쳐야만 실제 제품 양산과 매출 발생으로 이어진다.
규격 표준화와 국내 반도체 생태계의 실질적 과제
수직 적층 방식이 표준화되지 않으면 고객사별 맞춤 설계가 불가피해져 초기 개발비 부담과 시장 확산 지연이 발생할 수 있다.
서버 업체들 또한 기존 기판과 냉각 장치를 새로 설계해야 하는 만큼, 기술 전환에 따른 비용 대비 실익을 면밀히 산정하고 있다.
국내 소재·장비 기업에는 접합 및 검사 부문에서 새로운 기회가 열리겠지만, 정밀도 강화에 따른 인증 부담도 한층 커질 전망이다.
발표된 최대 8배의 성능 향상 수치가 실제 고객사 서버 환경에서 재현되는지 여부가 향후 시장 주도권 확보의 분수령으로 작동한다.
