[디지털투데이 석대건 기자] 삼성전자가 업계 최초로 36GB HBM3E 12단 적층 D램 개발에 성공했다고 27일 밝혔다.

5세대 HBM인 이번 제품은 초당 최대 1280GB의 대역폭과 현존 최대 용량인 36GB을 제공한다. 회사 측에 따르면 4세대인 HBM3 대비 50% 이상 성능이 개선됐다.

12단 적층은 24Gb D램 칩을 TSV(Through-Silicon Via, 실리콘 관통 전극) 기술로 구현했다.

적층 높이는 이전 8단과 똑같이 맞췄다. 삼성전자는 'Advanced TC NCF'(Thermal Compression Non Conductive Film, 열압착 비전도성 접착 필름) 기술을 적용했다고 설명했다.

이 기술을 적용하면 HBM 적층수가 증가하고, 칩 두께가 얇아지면서 발생할 수 있는 휘어짐 현상을 최소화 할 수 있는 장점이 있어 고단 적층 확장에 유리하다.

삼성전자는 NCF 소재 두께도 업계 최소치인 칩간 간격 '7마이크로미터(um)'를 구현했다. 이를 통해 수직 집적도를 이전 HBM3 대비 20% 이상 높였다.

맞춤형 범프 적용을 통해 수율도 극대화했다. 칩과 칩 사이 접합 공정에서 신호 특성 지점에는 작은 범프를, 열 방출 특성 지점에는 큰 범프를 적용했다. 범프는 칩 사이에 붙이는 전도성 돌기다. 크기가 다른 범프 적용하면 열 특성을 강화할 수 있어 공극을 줄일 수 있다.

HBM의 성능과 용량을 높이며 GPU 사용량이 줄어 기업들이 총 소유 비용(TCO, Total Cost of Ownership)을 절감할 수 있다.

예를 들어 5세대인 HBM3E 12H를 적용하면 4세대 HBM3 8H 대비 평균 34% AI 학습 훈련 속도 향상, 추론의 경우에는 최대 11.5배 많은 AI 사용자 서비스가 가능다.

삼성전자는 36GB 12단 적층 HBM3E 샘플을 고객사에게 제공하기 시작했으며 상반기 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 말했다.