삼성전자가 4일(현지시간) 미국 캘리포니아주 샌타클래라에서 세계 최대 메모리 행사 ‘FMS 2026’에서 차세대 3D 메모리 아키텍처 ‘zHBM’를 공개했다. 삼성전자 제공 AI 서비스가 학습에서 추론 중심으로 확대되며 고대역폭메모리(HBM)만으로는 폭증하는 데이터 처리 수요를 따라가기 어렵다는 진단이 나온다. 이에 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 기업들이 메모리 병목을 해결할 차세대 기술 개발에 속도를 내고 있다. 4일(현지시간) 미국 캘리포니아주 샌타클래라에서 개막한 세계 최대 메모리 행사 ‘FMS 2026’에서 삼성전자와 SK하이닉스, 파두가 각각 차세대 기술을 선보였다. 그동안 AI 반도체 시장은 GPU(그래픽처리장치)와 HBM이 주도해왔다. HBM은 D램을 여러 층 쌓아서 만든 메모리 칩이다. 대규모 언어모델(LLM) 학습 과정에서 막대한 데이터를 초고속으로 처리하기 위해 HBM이 필수 부품으로 자리 잡으면서, 삼성전자와 SK하이닉스는 HBM 경쟁력 확보에 집중해왔다. 그러나 AI 서비스가 학습에서 추론 중심으로 확대되면서, 처리해야 할 데이터 양이 많아지자, 기존 HBM만으로는 성능과 용량 요구를 감당하기 어려워졌다. 이에 늘어나는 메모리 병목을 해결할 기술이 주목 받고 있다. 삼성전자는 AI 가속기 위해 HBM을 수직으로 쌓아 만든 차세대 3D 메모리 아키텍처 ‘zHBM’를 통해 한계를 뛰어넘는다는 구상이다. 모바일 온라인야마토릴게임 지금까지는 AI 가속기 옆에 HBM을 배치했지만, zHBM은 수직으로 적층해 AI 가속기와 메모리 간 거리가 줄었다. 이에 따라 데이터 이동 거리가 감소하면서, HBM 대비 최대 8배 높은 성능과 최대 3배 향상된 전력 효율을 구현할 수 있게 됐다. 메모리와 AI 가속기 사이에 위치한 인터레이어에 맞춤형 IP를 추가해 메모리 용량 확장, 가속기 성능 강화 등 제품 특성도 최적화할 수 있다는 특징도 있다. 김경륜 삼성전자 D램 개발실 상무는 기조연설에서 “에이전틱 AI 시대로 진화하면서 메모리에는 더 높은 성능과 더 큰 용량, 낮은 전력과 발열을 동시에 요구하고 있다”라며 “HBM4‧HBM5와 같은 기존 2.5D 구조로는 한계가 있다”라며 새로운 구조가 필요한 이유를 설명했다. AI 시대를 겨냥한 새로운 메모리인 ‘zNAND-O’도 처음으로 선보였다. 기존 V-NAND의 수직 적층 기술을 활용하고 TSV(실리콘관통전극) 기술을 결합해 4단 또는 8단 반도체 칩을 3D 패키징한 제품이다. 제품명 끝의 ‘-O’는 온디바이스 AI 환경에 최적화된 제품임을 의미한다. 실시간 대규모 데이터 처리가 요구되는 환경에서 고성능을 지원한다. 업계 최초로 수직으로 400단 이상 쌓은 10세대 낸드 ‘BV-낸드-O’도 선보였다. 바다이야기다운로드 웨이퍼 본딩(두 장 이상의 웨이퍼를 수직 접합)과 3스택(V-낸드 셀을 3개의 스택으로 나눠 각각 제조한 뒤 수직으로 연결) 기술을 통해 초고적층 구조를 구현했다. 메모리 집적도를 전 세대(V9) 대비 약 58% 향상시켜 동일한 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다. 데이터 읽기·쓰기 성능과 I/O (데이터 입출력) 속도도 향상됐다. SK하이닉스가 샌디스크와 함께 차세대 스토리지 기술인 HBF의 첫 표준 규격을 OCP를 통해 공개했다. SK하이닉스 제공 SK하이닉스는 HBM을 뛰어넘을 메모리 반도체의 미래로 고대역폭 플래시(HBF)를 선보였다. D램 대신 낸드플래시를 쌓아 만든다. HBM처럼 데이터를 빠르게 주고받으면서도, 낸드를 기반으로 해 용량을 크게 키울 수 있다. 대역폭과 용량 확장성을 동시에 잡을 수 있는 기술로 주목받고 있다. 용량은 낸드 다이를 8단과 16단으로 적층하는 2가지 스택 구성을 기준으로 최대 512GB(기가바이트)까지 정의했다. 대역폭은 3개 등급(그레이드 1~3)으로 나눠 초당 약 0.4TB(테라바이트)에서 최대 3.0TB를 구현할 수 있도록 규정했다. 연결 방식도 개방형을 택해 많은 참여자가 유입될 수 있는 기반을 만들었다. 개방형 표준 인터페이스 규격인 UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express)를 채택해 GPU(그래픽처리장치)·CPU(중앙처리장치) 등 종류가 다른 프로세서에도 HBF를 유연하게 연결할 수 있다. 모바일 야마토5 규격 공개도 세계 최대 개방형 데이터센터 기술 협력체인 OCP(Open Compute Project)를 통해 이뤄져 업계 전체가 함께 활용할 수 있다. 김천성 SK하이닉스 부문장은 “AI 활용이 빠르게 확산되면서 데이터 처리 구조 전반의 재설계가 요구되는 시。”이라며 “HBF를 통해 메모리와 스토리지 간 경계를 확장하고, 시스템 전반의 효율을 높이는 새로운 아키텍처 구현에 기여하겠다”고 말했다. 10세대 375단 4D 낸드의 웨이퍼와 제품도 처음으로 공개했다. SK하이닉스의 10세대 낸드는 이전 세대보다 전력 대비 성능을 2.5배 높인 것이 특징이다. 전력 효율과 성능을 동시에 요구하는 데이터센터 등 AI 인프라 환경에 최적화됐다. SK하이닉스는 내년 초 10세대 낸드를 기반으로 한 고성능·고용량 eSSD 양산에 착수해 AI 시장에서의 낸드 리더십을 한층 강화할 계획이다. AI 데이터센터가 요구하는 성능과 낸드플래시 메모리의 한계.을 극복하기 위해 SSD 컨트롤러의 중요성도 함께 부각되고 있다. 파두는 이번 행사에서 새롭게 출시한 주력제품인 Gen6의 기술 경쟁력을 소개했다. 기존 Gen5 대비 2배 이상 성능 향상이 이뤄진 Gen6 컨트롤러는 고객에게 데이터센터 총소유비용(TCO) 절감을 통한 효율성을 제공한다. 올해 하반기 공급을 시작할 예정이며, 차세대 Gen7 컨트롤러는 AI 추론에 특화된 디코드 엔진을 적용해 2028년 고객사 샘플링을 추진한다는 계획이다. 남이현 파두 대표는 “이번 FMS를 토대로 AI데이터센터에 투자하고 운영하는 하이퍼스케일러 생태계에서 파두의 기술 리더십을 강화해 나갈 것”이라고 말했다. 닉스 제공 S