협약식에는 전영현 삼성전자 DS부문장, 리사 수 AMD CEO를 비롯한 양사 경영진들이 참석했다.

전영현 DS부문장은 “삼성과 AMD는 AI 컴퓨팅 발전이라는 공통된 목표를 공유하고 있으며, 이번 협약으로 양사 협력 범위가 확대될 것”이라며, “▲업계를 선도하는 HBM4 ▲차세대 메모리 아키텍처 ▲최첨단 파운드리·패키징 기술까지 삼성은 AMD의 AI 로드맵을 지원할 수 있는 독보적인 턴키 역량을 보유하고 있다”고 강조했다.

리사 수 AMD CEO는 “차세대 AI 인프라 구현을 위해서는 업계 전반의 긴밀한 협력이 필수적”이라며 “삼성의 첨단 메모리 기술 리더십과 AMD의 ▲Instinct GPU ▲EPYC CPU ▲랙 스케일 플랫폼을 결합하게 돼 매우 기쁘다”고 말했다.

삼성전자는 AMD AI 가속기에 탑재되는 HBM4 우선 공급업체로 지정됐다. 이에 따라 삼성전자는 AMD의 차세대 AI 가속기 ‘Instinct MI455X’ GPU에 업계 최고 성능 HBM4를 본격 탑재할 계획이다.

삼성전자 HBM4의 업계 최고 수준 성능, 신뢰성, 전력 효율성을 기반으로 AMD의 차세대 AI 가속기 ‘Instinct MI455X’ GPU는 AI 모델의 학습과 추론을 수행하는 고성능 시스템에 최적의 솔루션이 될 것으로 기대된다.

* Instinct MI455X GPU : 데이터센터용 인공지능 연산 가속기

삼성전자는 업계 최초로 1c D램, 4nm 베이스다이 기술 기반 최고 성능 HBM4를 지난 2월부터 양산 출하한 데 이어, AMD에 HBM4를 공급하며 HBM 시장 주도권을 강화할 방침이다.

* 삼성전자 HBM4 : 데이터 처리속도 최대 13Gbps(업계 표준 8Gbps) 최대 대역폭 3.3TB/s

삼성전자와 AMD는 AI 데이터센터 랙 단위 플랫폼 Helios와 6세대 EPYC 서버 CPU의 성능을 극대화하기 위해 고성능 DDR5 메모리 솔루션 분야에서도 협력한다.

* Helios : 랙 단위로 AI 서버를 통합한 데이터센터 플랫폼

* EPYC CPU : 차세대 데이터센터 서버용 CPU

삼성전자는 AMD의 차세대 제품을 위탁 생산하는 파운드리 협력에 대해서도 논의해 나가기로 했다. 삼성전자는 ▲메모리 ▲파운드리 ▲패키징을 아우르는 턴키 솔루션의 강점을 활용해 글로벌 빅테크 기업과의 협력을 지속적으로 확대해 나갈 계획이다.

삼성전자와 AMD는 약 20년간 그래픽, 모바일, 컴퓨팅 기술 분야에서 협력을 이어왔다. 특히 삼성전자는 AMD의 최신 AI 가속기 MI350X, MI355에 탑재된 HBM3E의 핵심 공급사 역할을 해왔다.

양사는 이번 MOU 체결을 통해 AI·데이터센터용 차세대 메모리 분야에서 더욱 긴밀하게 협력하며, 고객들에게 최적의 AI 인프라를 제공하기 위해 노력할 예정이다.

삼성전자는 이번 전시에서 ‘HBM4 Hero Wall’을 통해 HBM4부터 핵심 경쟁력으로 떠오른 ▲메모리 ▲로직 설계 ▲Foundry ▲첨단 패키징을 아우르는 종합반도체 기업(IDM)만의 강점을 부각했으며, ‘Nvidia Gallery’를 통해서는 AI 플랫폼을 함께 완성해 나가는 양사의 전략적 파트너십을 강조했다.

이 외에도 삼성전자는 전시 공간을 ▲AI Factories(AI Data Center) ▲Local AI(0n-device AI) ▲Physical AI 세 개의 존으로 구성해, 기술력을 공식적으로 인정받은 GDDR7, LPDDR6, PM9E1 등 차세대 삼성 메모리 아키텍처를 소개했다.

한편 행사 둘째 날인 3월 17일(현지시간)에는 엔비디아의 특별 초청으로 송용호 삼성전자 AI센터장이 발표에 나서 AI 인프라 혁신을 이끌 엔비디아 차세대 시스템의 중요성과 이를 지원하는 삼성의 메모리 토털 솔루션 비전을 제시한다.

이를 통해 양사의 협력이 단순한 기술 협력을 넘어 AI 인프라 전반으로 확대되고 있음을 보여줄 예정이다.

1c D램·Foundry 4나노 기반 HBM4E 칩과 코어 다이 웨이퍼 최초 공개

삼성전자는 이번 전시에서 ‘HBM4 Hero Wall’을 마련해 삼성의 HBM 기술 리더십을 가장 먼저 조명할 수 있도록 전시 동선을 구성했다.

삼성전자는 HBM4 양산을 통해 축적한 1c D램 공정 기반의 기술 경쟁력과 삼성 Foundry 4나노 베이스 다이 설계 역량을 바탕으로 차세대 HBM4E 개발을 가속화하고 있으며, HBM4E 실물 칩과 코어 다이 웨이퍼를 최초로 공개했다.

삼성전자 HBM4E는 메모리, 자체 Foundry와 로직 설계 역량, 그리고 첨단 패키징 기술 등 부문 내 모든 역량을 결집한 최적화 협업을 통해 핀당 16Gbps 속도와 4.0TB/s 대역폭을 지원할 예정이다.

또한 삼성전자는 영상을 통해 TCB(Thermal Compression Bonding) 대비 열 저항을 20% 이상 개선하고 16단 이상 고적층을 지원하는 HCB(Hybrid Copper Bonding) 기술을 공개하며, 차세대 HBM을 위한 삼성전자의 패키징 기술 경쟁력을 강조했다.

*TCB(Thermal Compression Bonding): 열과 압력을 이용해 칩과 칩을 접합하는 반도체 패키징 기술로, HBM 적층 구조 구현에 사용되는 대표적인 본딩 방식

*HCB(Hybrid Copper Bonding): 구리(Copper) 접합을 기반으로 칩을 직접 연결하는 차세대 패키징 기술로, 열 저항을 낮추고 고적층 HBM 구현에 유리한 본딩 방식

한편 삼성전자는 Vera Rubin 플랫폼에 탑재될 HBM4 칩과 Foundry 4나노 베이스 다이 웨이퍼를 전면에 배치해, 차세대 칩을 구현하는 삼성의 HBM 라인업을 한눈에 확인할 수 있도록 전시를 구성했다.

삼성전자는 종합반도체 기업(IDM)만의 토털 솔루션을 통해 개발 효율을 강화하여 고성능 HBM 시대에서도 성능과 품질을 압도하는 기술 선순환 구조를 구축할 계획이다.

삼성전자, Vera Rubin 플랫폼용 메모리 토털 솔루션 유일하게 공급

특히 삼성전자는 이번 전시를 통해 전 세계에서 유일하게 엔비디아 Vera Rubin 플랫폼의 모든 메모리와 스토리지를 적기에 공급할 수 있는 메모리 토털 솔루션 역량을 부각했다.

삼성전자는 ‘Nvidia Gallery’를 별도로 구성해 ▲Rubin GPU용 HBM4 ▲Vera CPU용 SOCAMM2 ▲스토리지 PM1763을 Vera Rubin 플랫폼과 함께 전시하여, 양사의 협력을 강조했다.

삼성전자 SOCAMM2는 LPDDR 기반 서버용 메모리 모듈로 품질 검증을 완료하고 업계 최초로 양산 출하를 시작했다.

삼성전자 PCIe Gen6 기반 서버용 SSD PM1763은 Vera Rubin 플랫폼의 메인 스토리지로, 삼성전자는 부스 내에서 PM1763이 탑재된 서버를 통해 엔비디아 SCADA 워크로드를 직접 시연해 사양 소개를 넘어 업계 최고 수준의 성능을 현장에서 체감할 수 있도록 했다.

*SCADA(SCaled Accelerated Data Access): GPU가 CPU 병목 현상을 우회해 스토리지 I/O를 직접 시작하고 제어할 수 있어 AI 워크로드 성능을 극대화할 수 있도록 설계된 기술

뿐만 아니라 삼성전자는 추론 성능과 전력 효율 개선을 위해 Vera Rubin 플랫폼에 새롭게 도입된 CMX(Context Memory eXtension) 플랫폼에 PCIe Gen5 기반 서버용 SSD PM1753을 공급할 계획이며, 부스 내 AI Factories
존에서 제품을 확인할 수 있다.

*CMX(Context Memory eXtension): AI 추론 과정에서 생성되는 KV Cache 데이터를 GPU 메모리 밖의 스토리지로 확장해 활용하는 메모리 확장 기술

AI Factory 혁신을 위해서는 Vera Rubin 플랫폼과 같은 강력한 AI 시스템이 필수적이며, 삼성전자는 이를 지원하는 고성능 메모리 솔루션을지속적으로 공급해 나갈 예정이다.

양사는 이러한 협력을 바탕으로 글로벌 AI 인프라 패러다임 전환을 함께 이끌어 갈 것이다.

삼성전자는 HBM4 개발 착수 단계부터 JEDEC 기준을 상회하는 성능 목표를 설정하고 개발을 추진해왔으며, 이번 제품에는 최선단 공정 1c D램(10나노급 6세대)을 선제적으로 도입해 재설계 없이 양산 초기부터 안정적인 수율과 업계 최고 수준의 성능을 확보했다.

* JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council): 반도체 표준을 제정하는 국제 산업 표준 기구

삼성전자 메모리개발담당 황상준 부사장은 “삼성전자 HBM4는 기존에 검증된 공정을 적용하던 전례를 깨고 1c D램 및 Foundry 4나노와 같은 최선단 공정을 적용했다”며, “공정 경쟁력과 설계 개선을 통해 성능 확장을 위한 여력을 충분히 확보함으로써, 고객의 성능 상향 요구를 적기에 충족할 수 있었다”고 말했다.

11.7Gbps 데이터 처리 성능 안정적 확보…최대 13Gbps까지 구현

삼성전자는 HBM4 기술 경쟁력 강화를 위해 1c D램을 적용하는 한편, 베이스 다이의 특성을 고려해 성능과 전력 효율 측면에서 유리한 4나노 공정을 적용했다.

* 베이스 다이: HBM 적층 구조의 가장 아래에 위치해 전력·신호를 제어하는 기반 칩

그 결과 삼성전자 HBM4는 JEDEC 업계 표준인 8Gbps를 약 46% 상회하는 11.7Gbps의 동작 속도를 안정적으로 확보하며, HBM4 성능의 새로운 기준을 제시했다.

이는 전작 HBM3E의 최대 핀 속도인 9.6Gbps 대비 약 1.22배 향상된 수치이며 최대 13Gbps까지 구현이 가능해 AI 모델 규모가 커질수록 심화되는 데이터 병목을 효과적으로 해소할 것으로 기대된다.

삼성전자의 HBM4는 단일 스택 기준 총 메모리 대역폭을 전작 HBM3E 대비 약 2.7배 향상된 최대 3.3TB/s 수준으로 끌어올려, 고객사 요구 수준인 3.0TB/s를 상회하는 성능을 확보했다.

삼성전자의 HBM4는 12단 적층 기술을 통해 24GB~36GB의 용량을 제공하며, 고객사의 제품 일정에 맞춰 16단 적층 기술을 적용해 최대 48GB까지 용량을 확장할 계획이다.

* HBM4 단일 다이 용량 24Gb(기가비트) = 3GB(기가바이트)
* HBM4 8단 용량: 24GB (3GB D램 x 8)
* HBM4 12단 용량: 36GB (3GB D램 x 12)
* HBM4 16단 용량: 48GB (3GB D램 x 16)

코어 다이 저전력 설계·전력 분배 최적화…전력효율·발열 개선

삼성전자는 데이터 전송 I/O(Input/Output) 핀 수가 1,024개에서 2,048개로 확대됨에 따라 발생하는 전력 소모와 열 집중 문제를 해결하기 위해, 코어 다이에 저전력 설계 기술을 적용했다.

* 데이터 전송 I/O(Input/Output): 메모리와 GPU 사이에서 데이터를 주고받는 출입구
* 코어 다이: HBM을 구성하는 핵심인 D램을 수직으로 적층한 다이(Die). HBM은 D램으로 구성된 코어 다이와 컨트롤러 역할을 하는 베이스 다이로 구성됨

또한 TSV 데이터 송수신 저전압 설계 기술 적용과 전력 분배 네트워크(PDN) 최적화를 통해 전 세대 대비 에너지 효율을 약 40% 개선했으며, 열 저항 특성은 약 10%, 방열 특성은 약 30% 향상시켰다.

* TSV(Through Silicon Via, 실리콘 관통 전극): 수천 개의 미세 구멍을 뚫은 D램 칩을 수직으로 쌓아 적층된 칩 사이를 전극으로 연결하는 첨단 패키징 기술
* TSV 데이터 송수신 저전압 설계: 데이터를 입·출력하는 구동회로의 전압을 1.1V에서 0.75V로 감소시키는 회로를 개발하여 TSV 구동 전력을 약 50% 절감
* 전력 분배 네트워크(PDN, Power Distribution Network): 반도체 칩 내부의 전력 공급망으로, 고속 동작 시에도 안정적인 전력 공급을 가능하게 하는 핵심 기술

삼성전자의 HBM4는 데이터센터 환경에 최적화된 최고 수준의 성능과 안정적인 신뢰성을 동시에 갖췄으며, 고객사는 삼성전자의 HBM4를 통해 GPU 연산 성능을 극대화하는 한편 서버·데이터센터 단위의 전력 소모와 냉각 비용을 절감하는 효과를 기대할 수 있다.

원스톱 솔루션·인프라 투자로 공급 안정성 확보…매출 3배 전망

삼성전자는 세계에서 유일하게 ▲로직 ▲메모리 ▲Foundry ▲패키징까지 아우르는 ‘원스톱 솔루션’을 제공할 수 있는 IDM(Integrated Device Manufacturer) 반도체 회사다.

향후 HBM이 고도화됨에 따라 베이스 다이의 역할이 더욱 중요해질 것으로 전망된다.

삼성전자는 자체적으로 보유한 Foundry 공정과 HBM 설계 간의 긴밀한 DTCO(Design Technology Co-Optimization) 협업을 통해, 품질과 수율을 동시에 확보한 최고 수준의 HBM을 지속적으로 개발해 나갈 계획이다.

또한 삼성전자는 선단 패키징 역량을 자체적으로 보유하고 있어, 공급망 리스크를 최소화하는 한편 생산 리드타임을 단축할 수 있는 경쟁력을 갖추고 있다.

이와 함께 삼성전자는 글로벌 주요 GPU 및 자체 칩을 설계·개발하는 차세대 ASIC 기반 하이퍼스케일러 고객사들로부터 HBM 공급 협력 요청을 지속적으로 받고 있으며, 이들과의 기술 협력을 더욱 확대해 나갈 방침이다.

삼성전자는 이러한 시장 흐름 속에서 2026년 당사의 HBM 매출이 2025년 대비 3배 이상 증가할 것으로 보고, HBM4 생산 능력을 선제적으로 확대하고 있다.

삼성전자는 업계 최대 수준의 DRAM 생산능력과 선제적인 인프라 투자를 통해 확보해 온 클린룸을 기반으로, HBM 수요가 확대될 경우에도 단기간 내 유연하게 대응할 수 있는 생산 역량을 갖추고 있다.

또한, 2028년부터 본격 가동될 평택사업장 2단지 5라인은 HBM 생산의 핵심 거점으로 활용될 예정이며, AI·데이터센터 중심의 중·장기 수요 확대 국면에서도 안정적인 공급 대응 역량을 지속적으로 확보해 나갈 예정이다.

2026년 HBM4E·2027년 Custom HBM 샘플 출하로 차세대 라인업 가동

삼성전자는 HBM4에 이어 HBM4E도 준비 중으로 2026년 하반기에 샘플 출하를 할 계획이다.

* HBM4E: HBM4의 기본 구조를 기반으로, 동작 속도·대역폭·전력 효율을 한층 끌어올린 차세대 고대역폭 메모리

또한 Custom HBM도 2027년부터 고객사별 요구에 맞춰 순차 샘플링을 시작할 예정이다.

* Custom HBM: Custom HBM은 고객의 AI 가속기·GPU 아키텍처에 맞춰 용량, 속도, 전력 특성, 인터페이스 등을 맞춤 설계한 고대역폭 메모리 제품. 표준화된 제품과 달리, 고객별 연산 구조와 사용 환경에 최적화해 성능 효율을 극대화할 수 있는 것이 특징

HBM4 양산 과정에서 확보한 1c 공정 기반의 품질과 공급 안정성은 향후 HBM4E 및 Custom HBM 등 고부가 제품으로의 전환 과정에서도 중요한 경쟁 요소가 될 것으로 기대된다.

삼성전자는 31일 엔비디아와의 전략적 협력을 통해 반도체 제조의 새로운 패러다임을 제시할 ‘반도체 AI 팩토리’를 구축한다고 밝혔다.

삼성전자는 메모리∙시스템반도체∙파운드리를 아우르는 업계 최대 수준의 반도체 제조 인프라를 갖춘 종합 반도체 기업이다.

삼성전자는 종합반도체 기업으로서의 역량과 엔비디아의 GPU 기반 AI 기술의 시너지를 통해 업계 최고 수준의 ‘반도체 AI 팩토리’를 구축, 반도체를 비롯한 글로벌 제조 산업의 패러다임 전환을 주도해 나갈 계획이다.

이를 위해 삼성전자는 향후 수년간 5만개 이상의 엔비디아 GPU를 도입해 AI 팩토리 인프라를 확충하고, 엔비디아의 시뮬레이션 라이브러리 옴니버스(Omniverse) 기반 디지털 트윈 제조 환경 구현을 가속화할 예정이다.

삼성전자가 추진하는 AI 팩토리는 반도체 제조 과정에서 생성되는 모든 데이터를 실시간으로 수집해 스스로 학습하고 판단하는 지능형 제조 혁신 플랫폼이다.

AI 팩토리는 ▲설계 ▲공정 ▲운영 ▲장비 ▲품질관리 등 반도체 설계와 생산을 아우르는 모든 과정에 AI를 적용해 스스로 분석∙예측∙제어하는 ‘생각하는’ 제조 시스템이 구현된 스마트 공장이다.

삼성전자는 AI 팩토리 구축을 통해 차세대 반도체 개발∙양산 주기를 단축하고, 제조 효율성과 품질 경쟁력을 혁신적으로 강화할 계획이다.

HBM4 등 차세대 메모리 기술력으로 AI 생태계 혁신에 기여할 계획

삼성전자는 AI 팩토리 구축과 함께 엔비디아에 ▲HBM3E ▲HBM4 ▲GDDR7 ▲SOCAMM2 등 차세대 메모리와 파운드리 서비스도 공급해 글로벌 AI생태계에서 삼성전자와 엔비디아의 위상을 더욱 공고히 할 계획이다.

삼성전자는 이미 공급 중인 메모리 제품뿐만 아니라 성능과 에너지 효율을 대폭 향상시킨 HBM4 공급을 엔비디아와 긴밀하게 협의 중이다.

삼성전자 HBM4의 경우, 1c(10나노급 6세대) D램 기반에 4나노 로직 공정을 적용하고 설계를 최적화해 JEDEC 표준(8Gbps) 및 고객 요구를 상회하는 11Gbps 이상의 성능을 구현했다.

삼성전자 HBM4는 초고대역폭과 저전력 특성을 바탕으로 AI 모델 학습과 추론 속도를 높여 엔비디아의 AI 플랫폼 성능 향상에 핵심적으로 기여할 것으로 전망된다.

현재 삼성전자는 글로벌 전 고객사에게 HBM3E를 공급하고 있으며, HBM4도 샘플을 요청한 모든 고객사에 샘플 출하를 완료한 뒤 고객사 일정에 맞춰 양산 출하를 준비하고 있다.

삼성전자는 급격하게 증가하고 있는 고객사 HBM4 수요에 차질 없이 대응하기 위해 선제적으로 설비 투자를 진행할 예정이다.

삼성전자는 HBM 외에도 업계 최초로 개발한 고성능 그래픽 D램(GDDR7)과 차세대 저전력 메모리 모듈 SOCAMM2 공급도 협의 중이며, 파운드리 분야에서도 협력을 강화할 계획이다.

삼성전자, 엔비디아 플랫폼 활용한 ‘반도체 AI 팩토리’ 구축 노하우 축적

삼성전자는 이미 일부 공정에서 엔비디아의 플랫폼을 활용해 반도체 AI 팩토리의 기반을 다져왔다. 이번 전략적 협력을 통해 양사는 축적된 협업의 노하우를 활용, 혁신을 가속화한다는 계획이다.

삼성전자는 엔비디아의 AI 컴퓨팅 기술인 ▲쿠리소(cuLitho) ▲쿠다-X(CUDA-X)를 도입해, 미세 공정에서 발생할 수 있는 회로 왜곡을 AI가 실시간으로 예측∙보정함으로써 공정 시뮬레이션 속도를 기존보다 20배 향상시키고 설계 정확도와 개발 속도를 동시에 향상시켰다.

또한, 생산 설비의 실시간 분석∙이상 감지∙자동 보정이 가능한 통합 제어 체계를 구축했으며, 옴니버스 기반의 ‘Digital Twin(디지털 트윈)’을 통해 가상 공간에서 ▲설비 이상 감지 ▲고장 예측 ▲생산 일정 최적화 등도 구현 중이다.

향후 삼성전자는 AI 팩토리 인프라 구축과 관련 노하우를 한국 뿐 아니라 미국 테일러 등 해외 주요 생산 거점에까지 확장해, 글로벌 반도체 공급망 전체의 지능화와 효율화를 완성할 계획이다.

삼성전자 AI 팩토리, AI 중심 국가 제조 생태계 질적 성장 견인

삼성전자의 AI 팩토리 구축은 단순한 제조 혁신을 넘어, 국가 반도체 생태계의 질적 성장을 견인하고 국가 제조 산업이 AI 중심으로 전환되는데 촉매 역할을 할 것으로 기대된다.

삼성전자는 AI 팩토리 구축을 위해 국내 팹리스, 장비, 소재 기업들과 전방위적으로 협력을 확대해 나갈 계획이다.

또한 향후 AI 팩토리가 협력 중소 기업들의 AI 역량 강화를 견인할 수 있는 플랫폼이 될 수 있도록 발전시켜 나갈 것이다.

삼성전자는 AI 팩토리를 중심으로 엔비디아와 함께 국내외 파트너사 및 EDA 기업들과 차세대 반도체 설계 도구를 공동 개발하고 AI 기반 반도체 제조 표준을 선도해 AI 생태계 발전에 이바지할 계획이다.

삼성전자는 중소기업의 제조 경쟁력 향상을 지원하기 위해 AIㆍ데이터 기술을 활용해 기존 공장을 지능형 스마트 공장으로 고도화하는 ‘스마트공장3.0’ 사업도 이미 전개하고 있다.

삼성전자의 이러한 노력들은 대한민국이 글로벌 AI 패러다임을 선도하고 글로벌 3대 AI 강국으로 도약하는데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.

AI 모델∙휴머노이드 로봇∙AI-RAN 기술에서도 삼성-엔비디아 협업 강화

삼성전자는 AI 모델과 휴머노이드 로봇 기술을 고도화하고 관련 기술을 AI 팩토리를 포함한 다양한 분야로 확대해, 생성형 AI·로보틱스·디지털 트윈 등을 아우르는 차세대 AI 생태계를 구축해 나갈 계획이다.

삼성전자의 AI 모델은 엔비디아 GPU상에서 메가트론(Megatron) 프레임워크를 사용하여 구축됐다. 고도화된 추론 능력을 기반으로 실시간 번역, 다국어 대화, 지능형 요약 등에서 탁월한 성능을 발휘한다.

또한 삼성전자는 다양한 제품의 제조 자동화 및 휴머노이드 로봇 분야 전반에서 NVIDIA RTX PRO 6000 블랙웰 서버 에디션 플랫폼을 활용해 지능형 로봇의 상용화와 자율화 기술 고도화를 추진 중이다.

삼성전자는 엔비디아의 다양한 AI 플랫폼을 기반으로 가상 시뮬레이션 데이터와 실제 로봇 데이터를 연결해, 현실 세계를 인식하고 스스로 판단·작동할 수 있는 로봇 플랫폼도 구현하고 있다.

아울러 엔비디아의 젯슨 토르(Jetson Thor) 로보틱스 플랫폼을 활용하여 지능형 로봇의 AI 추론, 작업 수행, 안전 제어 기술을 강화하고 있다.

또한, 삼성전자는 엔비디아 및 국내 산·학·연과 차세대 지능형 기지국(AI-RAN) 기술 연구 및 실증을 위한 MoU를 체결했다.

지능형 기지국(AI-RAN)은 네트워크 및 AI 기술을 융합해 차세대 AI 로봇 등 피지컬 AI 및 새로운 서비스의 구현을 지원하는 차세대 통신 기술이다. 이는 로봇, 드론, 산업현장의 자동화 장비 등 피지컬 AI가 통신망에서 실시간으로 동작, 센싱, 데이터 연산 및 추론을 가능하게 해 피지컬 AI 도입과 확산에 필수적인 신경망 역할을 한다.

삼성전자는 지난해 엔비디아와 협력해 지능형 기지국(AI-RAN) 기술 검증에 성공한 바 있으며, 이번 MoU 체결을 통해 AI 및 소프트웨어 기반 협력을 지속해 나갈 예정이다.

25년 협력의 결실, AI 반도체 동맹으로 진화

삼성전자는 엔비디아 그래픽카드에 D램을 공급한 것을 시작으로 파운드리 분야까지 파트너십을 지속적으로 강화해 왔다.

이번 프로젝트는 25년 이상 이어온 양사의 기술 협력이 맺은 결실로, 업계 최고 수준의 반도체 AI 팩토리 구현이라는 상징적 의미를 담고 있다.

NRD-K는 삼성전자가 미래 반도체 기술 선점을 위해 건설중인 109,000㎡(3만3천여 평) 규모의 최첨단 복합 연구개발 단지로 2030년까지 총 투자 규모가 20조원에 이른다.

이날 행사에는 삼성전자 전영현 부회장을 비롯한 DS부문 주요 경영진과 설비 협력사 대표, 반도체연구소 임직원 등 약 100명이 참석했다.

전 부회장은 기념사를 통해 “NRD-K를 통해 차세대 반도체 기술의 근원적 연구부터 제품 양산에 이르는 선순환 체계 확립으로 개발 속도를 획기적으로 개선해 나갈 것”이라며 “삼성전자 반도체 50년의 역사가 시작된 기흥에서 재도약의 발판을 다져 새로운 100년의 미래를 만들겠다”고 밝혔다.

▲ 18일 삼성전자 기흥캠퍼스에서 열린 NRD-K 설비반입식에서 전영현 부회장이 기념사를 하는 모습

삼성전자 반도체의 역사이자 미래, 다시 기흥에서…

기흥캠퍼스는 1983년 2월 도쿄선언 이후 삼성전자가 반도체 사업을 본격적으로 시작한 상징적인 곳이다. 1992년 세계 최초로 64Mb D램을 개발하고, 1993년 메모리 반도체 분야 1위 등을 이뤄낸 반도체 성공 신화의 산실이다.

삼성전자는 반도체 사업 태동지인 기흥에 미래 기술 연구의 핵심인 NRD-K를 건설해 혁신의 전기를 마련하고, 기술력과 조직간 시너지를 극대화할 계획이다.

NRD-K는 메모리, 시스템반도체, 파운드리 등 반도체 전 분야의 핵심 연구기지로 근원적 기술 연구부터 제품 개발까지 한 곳에서 이뤄질 수 있도록 고도의 인프라를 갖출 예정이다.

차세대 메모리 반도체 개발에 활용될 고해상도 EUV 노광설비나 신물질 증착 설비 등 최첨단 생산 설비와 웨이퍼 두 장을 이어 붙여 혁신적 구조를 구현하는 웨이퍼 본딩 인프라 등을 도입해 최첨단 반도체 기술의 산실 역할을 할 것으로 기대된다.

▲ 18일 기흥캠퍼스에서 열린 NRD-K 설비반입식에 참석한 가운데 기념촬영을 하는 모습. 왼쪽부터 최완우 부사장 People팀장, 윤태양 부사장 총괄/CSO 글로벌 제조&인프라총괄, 임지운 그룹장 NRD-K P/J, 최시영 사장 Foundry사업부장, 김봉현님 DRAM공정개발팀, 이정배 사장 메모리사업부장, 전영현 부회장 DS부문장, 박용인 사장 System LSI사업부장, 이유진님 Flash공정개발팀, 남석우 사장 제조&기술담당, 송재혁 사장 DS부문 CTO, 김홍경 부사장 DS 경영지원실장

NRD-K, 첨단 반도체 생태계 중심으로 거듭나

기흥은 삼성전자 반도체 사업장을 중심으로 수많은 국내외 소재∙부품∙설비 회사들이 소재한 대한민국 반도체 산업의 심장과도 같은 곳이다.

NRD-K 조성으로 기흥은 첨단 반도체 산업 생태계의 중심지로 거듭날 것으로 전망되며, 삼성전자는 협력 회사와 R&D 협력을 더욱 확대해 나갈 계획이다.

이날 설비 반입식에 참석한 어플라이드 머티어리얼즈 박광선 지사장은 “상생 협력의 파트너십이 더욱 중요한 시기에 어플라이드 머티어리얼즈는 삼성전자와의 긴밀한 협력을 통해 함께 혁신의 속도를 높여 반도체 산업 발전에 기여할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

한편 삼성전자는 지난 3분기 연구개발 분야에 분기 기준 역대 최대 규모인 8.87조원을 투자한 바 있으며, 첨단 패키징 설비를 확대하는 등 미래 기술 경쟁력 확보를 위해 총력을 기울이고 있다.

▲ 18일 삼성전자 기흥캠퍼스에서 열린 NRD-K 설비반입식 행사에서 반도체 장비 반입을 축하하는 모습

▲ 18일 기흥캠퍼스에서 열린 NRD-K 설비반입식에 참석한 가운데 주요 협력사들과 기념촬영을 하는 모습. 왼쪽부터 듀폰 양승관 한국 대표, 세메스 정태경 대표, 머크 김우규 한국 대표, ASML Sunny Stalnaker 한국 대표, AMAT 박광선 한국 대표, 삼성전자 전영현 부회장 DS부문장, TEL 원제형 한국 대표, KLA 김양형 한국 대표, LAM 박준홍 한국 대표, 원익IPS 안태혁 대표, 동진쎄미켐 이준혁 부회장

▲ 삼성전자 기흥캠퍼스 NRD-K 전경사진

^{* 12나노급 공정은 5세대 10나노급 공정을 의미함* Gb(Gigabit, 기가비트)}

‘24Gb GDDR7 D램’은 업계 최고 사양을 구현한 제품으로, PC, 게임 콘솔 등 기존 그래픽 D램의 응용처를 넘어 AI 워크스테이션, 데이터센터 등 고성능 제품을 필요로 하는 분야까지 다양하게 활용될 것으로 기대된다.

이번 제품은 24Gb의 고용량과 40Gbps 이상의 속도를 갖췄고, 전작 대비 ▲용량 ▲성능 ▲전력 효율이 모두 향상됐다.

^{* Gbps(Gigabit per second): 1초당 전송되는 기가비트 단위의 데이터* 전작 ‘16Gb GDDR7 D램’}

▲ 삼성전자 24Gb GDDR7 D램 제품 이미지

삼성전자는 이번 제품에 12나노급 미세 공정을 적용해 동일한 패키지 크기에 셀 집적도를 높였고, 전작 대비 50% 향상된 용량을 구현했다.

또한 ‘PAM3 신호 방식’을 통해 그래픽 D램 중 업계 최고 속도인 40Gbps를 구현했으며, 사용 환경에 따라 최대 42.5Gbps까지의 성능을 자랑한다.

^{* PAM3(Pulse-Amplitude Modulation): ‘-1’과 ‘0’ 그리고 ‘1’로 신호 체계를 구분하여 1주기마다 1.5비트 데이터를 전송}

삼성전자는 이번 제품부터 저전력 특성이 중요한 모바일 제품에 적용되는 기술들을 도입해 전력 효율을 30% 이상 크게 개선했다.

제품 내 불필요한 전력 소모를 줄이는 ‘Clock 컨트롤 제어 기술’과 ‘전력 이원화 설계’ 등을 통해 제품의 전력 효율을 극대화했다.

^{* Clock 컨트롤 제어 기술: 모든 회로들에 대해 동작이 필요할 때만 동작하는 방식을 적용해 전력 소모를 줄이는 기술* 전력 이원화 설계: 저속 동작 시 외부 전압을 낮추거나 내부에서 자체적으로 낮은 전압을 만들어 Drain 인가 전압 및 전류 감소를 통해 전력 사용량을 최소화하는 설계 기법}

또한 고속 동작 시에도 누설 전류를 최소화하는 ‘파워 게이팅 설계 기법’을 적용해 제품의 동작 안정성도 향상됐다.

^{* 파워 게이팅 설계 기법(Power gating scheme): 누설 전류가 큰 영역에 한해 전류를 제어하는 스위치를 추가하는 설계 기법}

삼성전자 메모리사업부 상품기획실 배용철 부사장은 “삼성전자는 작년 7월 ‘16Gb GDDR7 D램’을 개발한데 이어 이번 제품도 업계 최초로 개발에 성공해 그래픽 D램 시장에서의 기술 리더십을 공고히 했다”며, “AI 시장의 빠른 성장에 발맞춰 고용량∙고성능 제품을 지속 선보이며 시장을 선도해 나갈 것”이라고 밝혔다.

삼성전자는 이번 ‘24Gb GDDR7 D램’을 연내 주요 GPU 고객사의 차세대 AI 컴퓨팅 시스템에서 검증을 시작하여 내년 초 제품을 상용화할 계획이다.

▲ 삼성전자 24Gb GDDR7 D램 제품 이미지

삼성전자는 8채널 PCIe 5.0 기반 PM9E1에 8세대 V낸드와 자체 설계한 5나노 기반 컨트롤러를 탑재해 업계 최고 수준의 성능을 구현했다.

^{* PCIe(Peripheral Component Interconnect Express): 기존 SATA 전송 속도의 성능 한계를 극복한 고속 인터페이스 규격. PCIe 5.0은 기존 PCIe 4.0 대비 대역폭이 2배로 커진 32GT/s를 지원하는 차세대 PCIe 통신규격}

▲ 삼성전자 PC용 SSD PM9E1 제품 이미지

이번 제품은 연속 읽기ㆍ쓰기 속도가 각각 초당 최대 14.5GB(기가바이트), 13GB로, 전작 ‘PM9A1a’ 대비 2배 이상 향상됐다.

14GB 크기의 대형 언어 모델(LLM)을 SSD에서 D램으로 1초 만에 로딩할 수 있어 AI 서비스를 보다 효율적으로 사용할 수 있다.

^{* LLM(Large Language Model): 대량의 데이터를 학습한 대형 인공지능(AI) 모델로 이미지 및 동영상 생성, 번역 등 작업을 수행. 온디바이스 AI 서비스를 효율적으로 사용하기 위해서는 SSD가 AI 모델을 신속하게 전송해야 함}

이번 제품은 업계 최대 용량 4TB(테라바이트) 포함 512GB, 1TB, 2TB 4가지 용량을 제공한다.

특히, 4TB 제품은 ▲AI 생성 콘텐츠 ▲고해상도 이미지∙영상 ▲게이밍 등 고용량과 고성능이 요구되는 작업에도 적합하다.

PM9E1은 전작 대비 전력 효율이 50% 이상 크게 개선돼 배터리 사용량이 중요한 온디바이스 AI PC에 최적인 제품이다.

^{* 연속 쓰기 성능 기준 소비 전력}

또한 이번 제품은 데이터 보안이 중요해지고 있는 시장 트렌드에 맞춰 SPDM 1.2 버전을 적용해 보안 솔루션을 한층 강화했다.

^{* SPDM(Security Protocol and Data Model): IT 인프라의 관리 표준을 제정하는 DMTF(Distributed Management Task Force)에서 정의된 보안 표준으로 시스템 하드웨어 구성 요소의 신원 인증과 무결성 검증을 목적으로 함}

‘디바이스 인증(Authentication)’, ‘펌웨어 변조 탐지(Attestation)’, ‘보안 채널(Secure Channel)’ 등의 기술을 통해 생산이나 유통 과정에서 제품 내 저장된 데이터를 위∙변조하는 공급망 해킹(Supply Chain Attack)을 방지할 수 있다.

삼성전자 메모리사업부 상품기획실 배용철 부사장은 “PM9E1은 5나노 컨트롤러를 탑재해 업계 최고 수준의 성능과 전력 효율이 강점인 제품으로, 주요 글로벌 PC 제조사들과 제품 성능 검증을 완료했다”며 “이번 제품은 빠르게 성장하는 온디바이스 AI 시대에 고객들이 최적의 포트폴리오를 구성할 수 있도록 하는 기반이 될 것”이라고 밝혔다.

삼성전자는 이번 제품 양산을 시작으로 주요 글로벌 PC 제조사에 공급을 확대해 나갈 계획이며, 향후 PCIe 5.0 기반 소비자용 SSD 제품도 출시해 온디바이스 AI 시장에서의 리더십을 더욱 공고히 할 방침이다.

▲ 삼성전자 PC용 SSD PM9E1 제품 이미지

‘990 EVO Plus’는 8세대 V낸드와 5나노 컨트롤러를 탑재해 업계 최고 수준의 성능과 전력 효율을 갖췄다.

이번 제품의 연속 읽기·쓰기 속도는 각각 최대 초당 7,250MB(메가바이트), 6,300MB로, 전작 ‘990 EVO’ 대비 각각 45%, 50% 향상돼 업계 최고 수준의 성능을 자랑한다.

^{* 연속 읽기 속도: 스토리지 메모리에 이미 저장된 데이터를 연속적으로 불러오는 속도
연속 쓰기 속도: 스토리지 메모리에 데이터를 연속적으로 저장하는 속도}

이를 통해 전력 효율이 70% 이상 개선돼 같은 전력으로 데이터를 더 빨리 전송할 수 있게 됐다.

이번 ‘990 EVO Plus’는 고용량 4TB(테라바이트) 제품이 추가돼 1TB, 2TB, 4TB 3가지 용량으로 출시된다.

▲ 삼성전자 소비자용 SSD 990 EVO Plus 제품 이미지

특히 4TB 제품의 임의 읽기·쓰기 속도는 각각 1,050K IOPS, 1,400K IOPS로, 제품 내부 D램 탑재 없이도 빠른 데이터 전송 속도를 구현했다.

^{* 임의 읽기 속도: 스토리지 메모리에 이미 저장된 여러 개의 작은 용량의 데이터를 읽는 속도(IOPS)임의 쓰기 속도: 스토리지 메모리에 여러 개의 작은 용량의 데이터를 저장하는 속도(IOPS)* IOPS(Input/Output Operations Per Second): 초당 입력, 출력 명령어 처리 수}

소비자는 이번 제품을 노트북∙PC의 메인보드에 장착해 성능과 용량 모두를 손쉽게 업그레이드 할 수 있고, 향상된 성능과 용량을 바탕으로 게임∙크리에이티브 등 고성능을 요구하는 작업에도 유용하다.

‘990 EVO Plus’는 인텔리전트 터보 라이트 2.0 기술을 적용해 데이터 전송 속도가 크게 향상됐고, 데이터 지연도 최소화했다.

^{* 인텔리전트 터보 라이트(Intelligent TurboWrite): SSD의 일부 영역을 SLC Cache로 활용해 데이터를 빠른 속도로 전송할 수 있는 기능}

또 니켈로 코팅된 컨트롤러와 열 분산 라벨을 통해 제품에서 발생하는 열을 효과적으로 방출시키는 등 제품 안정성을 높였다.

^{* 열 분산 라벨: 제품 동작 중 내부 부품에서 발생하는 열을 배출하기 위해 별도 부착된 금속 라벨}

이 외에도 ‘삼성 매지션(Samsung Magician) 8.2’ 소프트웨어를 통해 ▲데이터 마이그레이션 ▲펌웨어 업데이트 ▲드라이브 상태 모니터링 ▲데이터 보호 등도 가능해 제품의 관리 및 사용이 증대된 것이 특징이다.

<sup>* 데이터 마이그레이션(Data Migration): 사용자가 손쉽게 기존 디스크의 데이터를 신규 SSD로 복사할 수 있도록 매지션에서 지원하는 기능
* 삼성 매지션 8.2 소프트웨어는 9월 30일에 글로벌 배포 예정</sup>

삼성전자 메모리사업부 브랜드제품Biz팀 손한구 상무는 “고화질 이미지와 영상 등으로 인해 고용량 데이터를 저장할 수 있는 스토리지에 대한 소비자들의 니즈가 증가하고 있다”며 “‘990 EVO Plus’는 빠른 데이터 처리 속도와 큰 저장 용량을 제공해 일반 PC 사용자부터 전문가까지 다양한 사용자들을 만족시킬 것으로 기대된다”고 말했다.

▲ 삼성전자 소비자용 SSD 990 EVO Plus 제품 이미지

^{* PCIe(Peripheral Component Interconnect Express): 기존 SATA 전송 속도의 성능 한계를 극복한 고속 인터페이스 규격}

삼성전자는 주요 고객사에게 업계 최고 속도 256GB(기가바이트) 샘플을 제공하고 본격적인 시장 확대에 나섰다.

▲ 삼성전자 차량용 SSD AM9C1 제품 이미지

이번 256GB 제품은 각각 4,400MB/s, 400MB/s의 연속 읽기∙쓰기 속도를 제공하고 전작 대비 전력효율은 약 50% 개선되어 차량 내 온디바이스 AI 기능 지원에 최적화됐다.

^{* 비교 대상 제품은 자사 차량용 SSD ‘AM991’* SLC 모드(SLC mode): TLC 대비 성능이 좋고 신뢰성이 높은 SLC 파티션을 제공해 유저가 데이터 성격에 맞게 설정 가능. 단, SLC로 변경 시 용량이 기존 TLC 대비 1/3으로 감소함.* SLC 전환 시 연속 읽기∙쓰기 속도 각각 4,700MB/s, 1,400MB/s}

이번 제품은 ▲5나노 기반 컨트롤러 탑재 ▲보드 레벨 신뢰성 평가 강화 ▲SLC 모드(SLC mode) 기능을 지원한다.

^{* 보드 레벨 신뢰성 평가: 패키지를 실제 보드에 실장하여 온도 변화(-40~105’c)에 따라 파손이 발생하는지 검사하는 신뢰성 평가}

SLC 모드 기능을 통해 제품을 TLC에서 SLC로 전환하면 SSD의 연속 읽기∙쓰기 속도가 빨라져 차량 내 고용량 파일에 더욱 빠르게 접근 가능하다.

^{* TLC(Triple Level Cell): 하나의 셀에 3bit 데이터를 기록할 수 있는 구조}

이번 제품은 차량용 반도체 품질 기준인 AEC-Q100 Grade2를 만족해, 영하 40℃에서 영상 105℃까지 폭넓은 온도 범위에서 안정적인 성능을 보장한다.

^{* AEC-Q100(Automotive Electronic Council): 자동차 부품 협회에서 자동차 전자 부품에 대한 신뢰성 평가 절차 및 기준을 규정한 것으로 전세계에서 통용되는 기준, Auto Grade는 온도 기준에 따라 0~3 단계로 나뉨.}

삼성전자 메모리사업부 상품기획팀 조현덕 상무는 “삼성전자는 업계를 선도하는 글로벌 자율주행 업체들과 협력 중이며, 이번 제품을 통해 고용량∙고성능 제품에 대한 수요를 만족할 수 있을 것으로 기대한다”며 “앞으로도 자율주행, 로봇 등 물리적 AI(Physical AI) 메모리 기술 및 관련 시장을 선도하겠다”고 밝혔다.

^{* 물리적 AI(Physical AI): 로봇, 자율주행 등 센서를 통해 시스템이 물리적 세계를 인식하고 상호작용하는 AI}

삼성전자는 256GB AM9C1 제품을 연내 양산하고, 차량용 고용량 SSD에 대한 고객의 수요 증가에 맞춰 다양한 용량 라인업을 선보일 계획이다.

^{* AM9C1 용량 라인업: 128GB/256GB/512GB/1TB/2TB}

특히 8세대 V낸드 기준 업계 최고 용량인 2TB(테라바이트) 솔루션을 개발 중으로 내년 초 양산 예정이다.

한편, 삼성전자는 차량용 반도체 시장에서 요구하는 높은 안정성을 검증하기 위해 다양한 ‘차량용 개발 및 관리 프로세스 인증’을 진행하고 있다.

삼성전자는 ISO/SAE21434에 기반한 차량용 사이버 보안 관리 체계 CSMS 인증을 획득하고, 올해 3월 UFS 3.1 제품으로 ASPICE CL3 인증을 획득하는 등 차량용 반도체의 기술 신뢰성과 안정성 향상을 위해 적극적으로 노력할 계획이다.

^{* ASPICE(Automotive Software Process Improvement and Capability dEtermination): 독일 자동차 협회(VDA) 에서 개발/배포되는 차량용 부품 생산 업체의 소프트웨어 개발 프로세스 신뢰도와 역량을 평가하는 소프트웨어 개발 표준. CL(Capability Level) 0~5 단계로 나뉘며 CL3는 조직이 체계적인 프로세스를 구축하고 이를 효과적으로 실행할 수 있는 능력을 갖춘 단계를 의미* CSMS(Cyber Security Management System): ISO/SAE21434 기반 자동차 산업에서 사이버 보안을 강화하기 위한 국제 표준으로 설계부터 개발, 평가, 양산 단계까지의 사이버 보안 프로세스 및 요구}

삼성전자 메모리사업부 오화석 부사장은 “ASPICE와 ISO/SAE21434 인증은 우리 기술의 신뢰성과 안정성을 대외적으로 인정받는 중요한 이정표”라며, “앞으로도 지속적으로 안전성과 품질을 향상시켜 고객들에게 최고의 솔루션을 제공할 것”이라고 밝혔다.

▲ 삼성전자 차량용 SSD AM9C1 제품 이미지

^{* 1Tb(Terabit) V낸드: 1조 비트의 셀을 단일 칩 안에서 구현한 제품* QLC(Quad Level Cell): 하나의 셀에 4bit 데이터를 기록할 수 있는 구조}

삼성전자는 지난 4월 ‘TLC 9세대 V낸드’를 최초 양산한데 이어 QLC 제품까지 선보이며 고용량∙고성능 낸드플래시 시장 리더십을 굳건히 했다.

^{* TLC(Triple Level Cell): 하나의 셀에 3bit 데이터를 기록할 수 있는 구조}

▲ 업계 최초 양산, 삼성전자 QLC 9세대 V낸드 제품

삼성 9세대 V낸드는 독보적인 ‘채널 홀 에칭(Channel Hole Etching)’ 기술을 활용해 더블 스택(Double Stack) 구조로 업계 최고 단수를 구현해냈다.

^{* 채널 홀 에칭(Channel Hole Etching): 몰드층을 순차적으로 적층한 다음 한번에 전자가 이동하는 홀(채널 홀)을 만드는 기술* 더블 스택(Double Stack): ‘채널 홀’ 공정을 두 번 진행해 만든 구조}

특히 이번 QLC 9세대 V낸드는 셀(Cell)과 페리(Peripheral)의 면적을 최소화해 이전 세대 QLC V낸드 대비 약 86% 증가한 업계 최고 수준의 비트 밀도(Bit Density)를 자랑한다.

^{* 페리(Peripheral): 셀의 동작을 관장하는 각종 회로들로 구성* 비트 밀도(Bit Density): 단위 면적당 저장되는 비트(Bit)의 수}

V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층간, 층별 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 더욱 중요해졌으며, 삼성전자는 이를 위해 ‘디자인드 몰드(Designed Mold)’ 기술을 활용했다.

^{* 몰드(Mold): 셀을 동작시키는 WL(Word Line)의 층}

‘디자인드 몰드’란 셀 특성 균일화, 최적화를 위해 셀을 동작시키는 WL(Word Line)의 간격을 조절하여 적층하는 기술로, 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 약 20% 높여 제품 신뢰성을 향상시켰다.

^{* WL(Word Line): 트랜지스터의 on/off를 담당하는 배선}

이번 9세대 QLC는 셀의 상태 변화를 예측하여 불필요한 동작을 최소화하는 ‘예측 프로그램(Predictive Program) 기술’ 혁신을 통해 이전 세대 QLC 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선했다.

또한 낸드 셀을 구동하는 전압을 낮추고 필요한 BL(Bit Line)만 센싱해 전력 소모를 최소화한 ‘저전력 설계 기술’을 통해 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 약 30%, 50% 감소했다.

^{* BL(Bit Line): 데이터 쓰기, 읽기 역할을 담당하는 배선. WL(Word Line)과 함께 Cell Array를 이룸}

삼성전자 메모리사업부 Flash개발실 허성회 부사장은 “9세대 TLC 양산 4개월 만에 9세대 QLC V낸드 또한 양산에 성공함으로써 AI용 고성능, 고용량 SSD 시장이 요구하는 최신 라인업을 모두 갖췄다”며, “최근 AI향으로 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장에서의 리더십이 더욱 부각될 것”이라고 밝혔다.

삼성전자는 브랜드 제품을 시작으로 향후 모바일 UFS, PC 및 서버SSD 등 QLC 9세대 V낸드 기반 제품 응용처를 점차 확대할 계획이다.

^{* UFS(Universal Flash Storage): 초소형 폼팩터의 고성능·저전력 메모리 솔루션}

▲ 업계 최초 양산, 삼성전자 QLC 9세대 V낸드 제품

^{* LPDDR4X: Low Power Double Data Rate 4X}

▲ 삼성전자 차량용 메모리 LPDDR4X 제품 이미지

삼성전자는 차량용 반도체 분야에서 퀄컴과 첫 협력을 시작하며 LPDDR4X를 글로벌 완성차 및 자동차 부품 업체 등에 장기 공급할 수 있게 됐다.

삼성전자는 퀄컴 ‘스냅드래곤 디지털 섀시’ 솔루션에 최대 32GB(기가바이트) LPDDR4X를 공급하여 프리미엄 차량용 인포테인먼트(IVI) 시스템을 지원한다.

^{* IVI: In-Vehicle Infotainment. 차 안에 설치된 장비들이 차량 상태와 길 안내 등 운행과 관련된 정보뿐만 아니라 사용자를 위한 엔터테인먼트적인 요소를 함께 제공하는 서비스를 지칭}

LPDDR4X는 차량용 반도체 품질 기준 ‘AEC-Q100’을 충족하며 영하 40℃에서 영상 105℃까지의 극한 환경에서도 안정적인 성능을 보장한다.

^{* AEC-Q100 (Automotive Electronic Council): 자동차 전자부품 협회에서 자동차에 공급되는 전자 부품에 대한 신뢰성 평가 절차를 규정한 문서로 전세계 통용되는 기준}

삼성전자는 차량용 LPDDR4X에 이어 차세대 제품인 LPDDR5를 올해 양산 예정이다. 해당 제품은 퀄컴의 차세대 ‘스냅드래곤 디지털 섀시’에 공급된다.

삼성전자 메모리사업부 상품기획실 조현덕 상무는 “삼성전자는 경쟁력 있는 메모리 설계 및 제조 역량을 기반으로 고객에 최적화된 차량용 D램 및 낸드 제품 라인업을 구축했다”며 “퀄컴과의 지속적인 협력을 통해 전장 업체를 장기적으로 지원하는 것은 물론 성장하는 차량용 반도체 시장을 적극 공략하겠다”고 밝혔다.

▲ 삼성전자 차량용 메모리 LPDDR4X 제품 이미지

이번 제품의 두께는 0.65mm로 현존하는 12GB 이상 LPDDR D램 중 가장 얇다.

▲ 삼성전자 LPDDR5X 0.65mm 제품 이미지

삼성전자는 업계 최소 크기 12나노급 LPDDR D램을 4단으로 쌓고 패키지 기술, 패키지 회로 기판 및 EMC 기술 등 최적화를 통해 이전 세대 제품 대비 두께를 약 9% 감소, 열 저항을 약 21.2% 개선했다.

^{* 4단(Stack) 구조: LPDDR D램 칩 2개가 1단으로 총 4개의 단으로 패키지 되어있는 구조* EMC(Epoxy Molding Compound): 수분,열,충격 등 다양한 외부환경으로부터 반도체 회로를 보호하는 회로 보호재}

또한 패키지 공정 중 하나인 백랩(Back-lap) 공정의 기술력을 극대화해 웨이퍼를 최대한 얇게 만들어 최소 두께 패키지를 구현했다.

^{* 백랩(Back-lap) 공정: 웨이퍼 뒷면을 연마하여 두께를 얇게 만드는 공정}

이번 제품은 얇아진 두께만큼 추가로 여유 공간 확보를 통해 원활한 공기 흐름이 유도되고, 기기 내부 온도 제어에 도움을 줄 수 있다.

일반적으로 높은 성능을 필요로 하는 온디바이스 AI는 발열로 인해 기기 온도가 일정 구간을 넘기면 성능을 제한하는 온도 제어 기능(Throttling)이 작동한다.

^{* 온도 제어 기능(Throttling): 기기가 지나치게 과열될 때 기기의 손상을 막고자 클럭과 전압을 강제적으로 낮추는 등의 제어를 통해 발열을 줄이는 기능}

이번 제품을 탑재하면 발열로 인해 해당 기능이 작동하는 시간을 최대한 늦출 수 있어 속도, 화면 밝기 저하 등의 기기 성능 감소를 최소화할 수 있다.

삼성전자는 향후 6단 구조 기반 24GB, 8단 구조 32GB 모듈도 가장 얇은 LPDDR D램 패키지로 개발하여 온디바이스 AI시대 고객의 요구에 최적화된 솔루션을 지속 공급할 예정이다.

삼성전자 메모리사업부 상품기획실장 배용철 부사장은 “고성능 온디바이스 AI의 수요가 증가함에 따라 LPDDR D램의 성능뿐만 아니라 온도 제어 개선 역량 또한 중요해졌다”며 “삼성전자는 기존 제품 대비 두께가 얇은 저전력 D램을 지속적으로 개발하고 고객과의 긴밀한 협력을 통해 최적화된 솔루션을 제공하겠다”고 밝혔다.

삼성전자는 이번 0.65mm LPDDR5X D램을 모바일 애플리케이션 프로세서 및 모바일 업체에 적기에 공급해 저전력 D램 시장을 더욱 확대해 나갈 예정이다.

삼성전자 LPDDR5X 0.65mm 제품 크기 비교 이미지

▲ 삼성전자 LPDDR5X 0.65mm 제품 인포그래픽

이 제품은 업계 최고 용량인 1Tb(테라비트) TLC(Triple Level Cell) 8세대 V낸드를 8단으로 쌓아 패키징해 테라바이트급 고용량을 구현하고, 제품 내구성을 강화했다.

^{* TLC(Triple Level Cell): 하나의 셀에 3bit 데이터를 기록할 수 있는 구조}

삼성전자가 2015년에 첫 출시한 ‘PRO Plus’와 ‘EVO Plus’ 라인업은 ▲용량 ▲속도 ▲안정성 ▲호환성을 모두 갖춘 마이크로SD 카드로, 고성능∙고용량을 필요로 하는 사용자들에게 최적의 솔루션이다.

▲게임 콘솔 ▲드론 ▲액션 카메라 ▲태블릿 등 마이크로SD 카드 슬롯이 있는 모든 기기들과 호환 가능해 크리에이터, 게이머 등 다양한 사용자에게 적합하다.

▲ 삼성전자 ‘PRO Plus’ 1TB 제품 이미지

이번 신제품 출시를 통해 ‘PRO Plus’와 ‘EVO Plus’ 모두 최대 용량이 512GB(기가바이트)에서 1TB로 2배 증가했고, 두 제품은 각각 초당 최대 180MB(메가바이트), 160MB의 연속 읽기 속도를 제공한다.

^{* 연속 읽기 속도: 스토리지 메모리에 이미 저장된 데이터를 연속적으로 불러오는 속도}

1TB 용량은 2.3MB 4K UHD 해상도 이미지 40만 장 또는 20GB 콘솔 게임 45편 이상을 저장할 수 있어 고용량 파일을 다루는 크리에이터, 콘솔 게임 유저 등 사용자들에게 최적의 환경을 제공할 것으로 기대된다.

‘PRO Plus’와 ‘EVO Plus’ 1TB 제품은 28나노 컨트롤러를 통해 전력 효율을 개선해 배터리 소모량을 줄인 것이 특징이다.

또한 ‘ECC(Error Correction Code) 엔진’의 한 종류인 LDPC(Low Density Parity Check) 크기를 1KB에서 2KB로 향상해 데이터 유실을 최소화하고 제품 신뢰성을 높인 것도 강점이다.

^{* ECC(Error Correction Code) 엔진: 낸드플래시에서 발생한 오류를 감지하고 정정하는 엔진* LDPC(Low Density Parity Check): ECC 코드의 한 종류로서 메모리 전송 중 오류를 감지하고 수정하는 고효율 오류 정정 코드}

‘PRO Plus’와 ‘EVO Plus’ 1TB 제품은 UHS 스피드 클래스 3(U3), 비디오 스피드 클래스 30(V30), A2 등급을 갖춰 빠른 데이터 로딩과 멀티태스킹 작업도 가능하다.

^{* UHS 스피드 클래스 3(U3): SD 어소시에이션에서 규정한 고성능 메모리카드 속도 규격. U3는 최소 초당 30MB의 쓰기속도를 규정해 풀HD촬영에 최적의 조건을 제공.* 비디오 스피드 클래스(V30): UHS 인터페이스 제품에 실시간 비디오 녹화를 지원하는 고속 비디오 전송 속도를 의미. V30은 30MB/s의 연속 쓰기 속도를 지원* A2(Application Performance Class): 메모리카드의 임의 읽기/쓰기 속도에 대한 규격. A2 규격은 최소 4000 IOPS 임의 읽기 속도와 2000 IOPS의 임의 쓰기 속도를 지원}

이 외에도 방수, 내열, 엑스레이, 자기장, 낙하, 마모 등 6가지 항목에 대한 검증을 완료해 극한의 외부 환경에서도 데이터를 안정적으로 보호할 수 있다.

^{* 데이터 보호 기능: 방수(3% NaCl 1미터 깊이의 수심에서 최대 24시간 방수), 낙하(최대 1.5미터 높이에서 낙하 손상 방지), 마모(최대 10,000회 탈착), 엑스레이(공항 검색대와 동일한 최대 100mGy에서 210초 기준), 자기장(MRI와 동일한 최대 15,000 가우스 30초 기준), 온도 변화(동작 온도: 영하 25℃~영상 85℃)}

삼성전자 메모리사업부 브랜드제품Biz팀 손한구 상무는 “소비자들의 모바일 기기 사용량이 늘어나면서 고용량 데이터를 처리할 수 있는 고성능 제품에 대한 니즈가 증가하고 있다”며, “‘PRO Plus’와 ‘EVO Plus’ 1TB 제품은 고용량 데이터를 안정적으로 저장하고자 하는 소비자들에게 최적의 솔루션”이라고 밝혔다.

‘PRO Plus’와 ‘EVO Plus’ 1TB 제품의 가격은 각각 $125.99, $115.99이다.

▲ 삼성전자 ‘EVO Plus’ 1TB 제품 이미지

삼성전자 SAIT는 8월 1일부터 9월 13일까지 약 6주 간 국내 대학 학부생과 대학원생을 대상으로 ‘삼성 AI/CE 챌린지 2024’를 개최하고, 차세대 기술 리더들의 연구를 지원한다.

참여를 원하는 학생들은 SAIT 홈페이지에서 접수 가능하며, 결과는 10월초 발표된다.

▲ 삼성전자 SAIT, ‘인공지능, 컴퓨터공학 챌린지 2024’ 모집 공고

공모 부문별 최우수상을 포함해 총 12개팀을 선발하며, 부문별 최우수 1개팀은 1000만원, 우수 1개팀은 500만원, 장려 2개팀은 각 300만원이 수여된다. 

시상식은 11월 개최되는 ‘삼성 AI 포럼’에서 진행될 예정이다. 

수상자 전원에게는 삼성전자 SAIT에서 주관하는 ‘AI/CE 챌린지 캠프’에 참여해  수상팀들간 네트워킹과 SAIT AI/CE 연구 리더들부터 멘토링을 받을 수 있는 기회가 주어진다. 

2021년부터 시작해 올해로 4회를 맞는 ‘삼성 AI/CE 챌린지’는 과학기술 인재 발굴과 지원을 위한 아이디어 공모전으로, AI와 CE 분야에서 총 3개 주제로 진행된다.

올해 챌린지의 공모 주제는 AI 분야에서 ▲모델 기반 Black-box 최적화 알고리즘 개발 ▲정밀하고 신뢰성 높은 반도체 소재 시뮬레이션용 머신러닝 모델(Machine Learning Force Fields) 개발, CE 분야에서 ▲On-Device 시스템에서 LLM(Large Language Model)의 inference 최적화 등 총 3개이다.

참여 학생들은 AI 분야에서는 주어진 문제와 데이터셋을 활용해 최적의 AI 알고리즘을 개발하고, CE 분야에서 제한된 하드웨어 리소스를 활용해 거대언어 모델(LLM)의 추론 시간을 최소화하고 정확도를 개선하기 위한 방안을 도출하게 된다.

SAIT는 인공지능을 이용한 반도체 소자와 공정 개발 검증 용 머신 러닝(Machine Learning) 알고리즘 개발에 대한 아이디어를 찾고, 이를 통해 국내 차세대 반도체 연구 개발 경쟁력을 강화한다는 계획이다.

삼성전자 SAIT 경계현 사장은 “AI 기술은 반도체 업계 내에서도 활용 범위를 빠르게 넓혀가는 중으로 SAIT는 새로운 기술 연구에 앞장서며 한계 극복을 위해 노력 중”이라며, “AI/CE 챌린지를 통해 미래 기술의 한계를 뛰어넘을 수 있는 새로운 아이디어를 얻을 수 있도록 우수한 학생들의 많은 참여를 기대한다”고 밝혔다. 

지난 챌린지 최우수상 수상자인 서울과학기술대학교 전예지씨는 “AI/CE 기술을 반도체 산업에 어떻게 적용할지 직접 고민해 볼 수 있는 흔치 않은 기회였고, AI 분야를 계속 연구해갈 학생들에게는 챌린지 수상을 통해 만난 동료/멘토들이 든든한 도움이 될 거라 생각한다”고 말했다.

‘삼성 AI/CE 챌린지’ 관련 자세한 정보는 삼성전자 SAIT 홈페이지 (https://www.sait.samsung.co.kr)에서 확인할 수 있다.

^{* Gbps(Gigabit per second): 1초당 전송되는 기가비트 단위의 데이터* LPDDR5X: Low Power Double Data Rate 5X}

▲ 삼성전자와 미디어텍 각 사 로고

삼성전자는 미디어텍과의 이번 동작 검증을 통해 저전력∙고성능 D램 시장에서의 기술 리더십을 확고히 했다.

삼성전자는 올해 하반기 출시 예정인 미디어텍 최신 플래그십 모바일AP ‘디멘시티(Dimensity) 9400’에 LPDDR5X 기반 16GB 패키지 제품 검증을 완료하고 고성능 모바일 D램 상용화에 앞장선다.

삼성전자가 지난 4월 개발한 10.7Gbps LPDDR5X는 이전 세대 대비 동작 속도와 소비 전력을 25% 이상 개선해 저전력∙고성능 특성이 요구되는 ‘온디바이스 AI(On-device AI)’ 시대에 최적인 제품이다.

이번 제품을 통해 사용자는 모바일 기기에서 배터리를 더 오래 사용할 수 있으며, 서버나 클라우드에 연결하지 않은 상태에서도 뛰어난 성능의 온디바이스 AI 기능을 활용할 수 있다.

미디어텍 수석 부사장 JC 수(JC Hsu)는 “삼성전자와의 긴밀한 협업을 통해 미디어텍의 차세대 고성능 프로세서인 디멘시티에 삼성전자의 고성능 10.7Gbps LPDDR5X를 탑재해 업계 최초로 동작 검증에 성공했다”며 “앞으로 사용자는 최신 칩셋을 탑재한 기기를 통해 배터리 성능을 최대화하고, 더 많은 AI 기능을 활용할 수 있게 될 것”이라고 밝혔다.

삼성전자 메모리사업부 상품기획실 배용철 부사장은 “미디어텍과의 전략적 협업을 통해 업계 최고 속도 LPDDR5X D램의 동작을 검증하고, AI시대에 맞춤형 솔루션임을 입증했다”며, “고객과 유기적인 협력으로 향후 온디바이스 AI 시대에 걸맞은 솔루션을 제공해 AI 스마트폰 시장을 선도해 나갈 것”이라 말했다.

삼성전자는 고객과의 적극적인 협력을 바탕으로 향후 모바일 분야뿐만 아니라 ▲AI 가속기 ▲서버 ▲HPC ▲오토모티브 등 LPDDR D램 응용처를 적극 확장해 나갈 방침이다.

▲ 업계 최고 속도 삼성전자 LPDDR5X 제품 이미지

<sup>* ‘삼성 파운드리 포럼’ 주제: Empowering the AI Revolution
* ‘SAFE 포럼’ 주제: AI: Exploring Possibilities and Future</sup>

삼성전자가 AI를 주제로 삼성 파운드리만의 공정기술∙제조 경쟁력∙ 에코시스템∙시스템반도체 설계 솔루션 등을 발표한 가운데, 디자인 솔루션(DSP), 설계자산(IP), 설계자동화툴(EDA), 테스트∙패키징 (OSAT) 분야 총 35개 파트너사가 부스를 마련해 삼성의 파운드리 고객들을 지원하는 솔루션을 선보였다.

▲ 7월 9일 삼성동 코엑스에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’에서 삼성전자 파운드리 사업부장 최시영 사장이 기조연설을 하고 있다.

삼성전자 파운드리 사업부 최시영 사장은 이날 기조연설에서 “삼성전자는 국내 팹리스 고객들과 협력을 위해 선단공정 외에도 다양한 스페셜티 공정기술을 지원하고 있다”며 “삼성은 AI 전력효율을 높이는 BCD, 엣지 디바이스의 정확도를 높여주는 고감도 센서 기술 등 스페셜티 솔루션을 융합해 나가며 고객에게 가장 필요한 AI 솔루션을 제공해 나갈 것”이라고 말했다.

<sup>* 스페셜티 공정기술: 임베디드 메모리, 이미지센서, RF 등 특정한 기능을 구현하기 위한 공정
* BCD 공정: Bipolar(아날로그 신호제어), CMOS(디지털 신호제어), DMOS(고전압 관리) 트랜지스터를 하나의 칩에 구현한 것으로, 주로 전력반도체 생산에 활용됨</sup>

▲ 7월 9일 삼성동 코엑스에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’에서 삼성전자 파운드리 사업부장 최시영 사장이 기조연설을 하고 있다.

국내 DSP와 협력해 프리퍼드 네트웍스의 2나노 기반 AI가속기 수주

삼성전자는 이번 포럼에서 파운드리와 메모리, 패키지 역량을 모두 보유한 종합 반도체 기업의 강점을 바탕으로 고객 요구에 맞춘 통합 AI 솔루션 턴키(Turn Key, 일괄 생산) 서비스 등의 차별화 전략을 제시했다.

특히, AI반도체에 적합한 저전력ㆍ고성능 반도체를 구현하기 위한 GAA(Gate-All-Around) 공정과 2.5차원 패키지 기술 경쟁력을 바탕으로 선단 공정 서비스를 강화한다는 전략이다.

삼성전자는 이날 국내 DSP 업체인 가온칩스와의 협력으로 최첨단 공정 기반 턴키 서비스 수주 성과를 밝혔다. 삼성전자는 일본 프리퍼드 네트웍스 (Preferred Networks, PFN)의 2나노(SF2) 기반 AI 가속기 반도체를 2.5차원(I-Cube S) 첨단 패키지를 통해 양산할 계획이다.

^{* PFN: 프리퍼드 네트웍스는 일본 인공지능 기업으로, 딥러닝 분야에 특화해 칩부터 슈퍼컴퓨터, 생성형AI 기반 모델까지AI 밸류체인을 수직적으로 통합하여 첨단 소프트웨어 및 하드웨어 기술을 개발하는 기업}

삼성전자는 2022년 세계 최초로 3나노 GAA(Gate-All-Around) 구조 기반 파운드리 양산을 성공한 데 이어, 안정된 성능과 수율을 기반으로 3나노 2세대 공정 역시 계획대로 순항 중이다.

삼성전자는 이날 한국의 우수한 팹리스 업체들이 HPCㆍAI 분야에서 영향력을 빠르게 확대해 나갈 수 있도록 디자인 솔루션 파트너(DSP)들과 적극적으로 지원하겠다고 밝혔다.

삼성은 국내 고객들이 최신 공정기술을 활용할 수 있도록 기술지원을 제공하고 있으며 시제품 생산을 위한 MPW(Multi Project Wafer) 서비스를 운영하고 있다. MPW 서비스를 활용하는 고객은 단일 웨이퍼에 여러 종류의 설계를 배치하여 테스트하는 등 제조 비용을 절감하고 더욱 완성도 높은 반도체를 개발할 수 있다.

삼성전자의 올해 MPW 서비스 총 횟수는 4나노 공정부터 고성능 전력반도체를 생산하는 BCD 130나노 공정까지 32회로 작년 대비 약 10% 증가했으며, 2025년에는 35회까지 확대한다.

국내 팹리스와 DSP의 수요가 많은 4나노의 경우, 내년 MPW 서비스를 올해보다 1회 더 추가 운영해 HPC, AI 분야 국내 첨단 반도체 생태계 확대를 적극 지원할 계획이다.

▲ 7월 9일 삼성동 코엑스에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’행사에서 국내 반도체 주역들이 단체로 포즈를 취하고 있다. (왼쪽부터) 어보브반도체 박호진 부사장, 삼성전자 파운드리 사업부장 최시영 사장, 텔레칩스 이장규 대표, 리벨리온 오진욱 CTO

국내 주요 팹리스 기업들도 삼성 파운드리와 협력 성과 소개

삼성전자는 이날 공정 로드맵과 서비스 현황 등을 발표하는 한편, 파트너사 간 네트워킹 기회를 제공하고 혁신을 위한 협력 강화 방안을 논의했다.

특히, 텔레칩스, 어보브, 리벨리온 3사는 삼성 파운드리 포럼 세션 발표를 통해 삼성 파운드리와의 성공적인 협력 성과와 비전 그리고 팹리스 업계 트렌드 등을 공유했다.

또한, 세이프 포럼에서 삼성전자와 국내외 파트너들은 2.5D/3D 칩렛 설계 기술, IP 포트폴리오, 설계를 검증하고 최적화하는 방법론 등 AI 반도체 설계 인프라를 집중 소개했다.

삼성전자는 지난달 실리콘밸리 미국 파운드리 포럼 행사에서 개최한 최첨단 패키지 협의체(Multi-Die Integration Alliance) 첫 워크숍 결과를 파트너사들과 공유하며, 첨단 공정기술과 설계 인프라, 패키지 기술을 활용한 차세대 고성능ㆍ고대역폭 반도체의 높은 구현 가능성을 강조했다.

삼성전자는 지난 달 “Empowering the AI Revolution”을 주제로 미국 실리콘 밸리에서 파운드리 포럼과 세이프 포럼을 개최한 바 있으며, 올해 하반기에는 일본과 유럽 지역에서도 행사를 개최할 계획이다.

▲ 7월 9일 삼성동 코엑스에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’에서 삼성전자 파운드리 사업부장 최시영 사장이 기조연설을 하고 있다.

▲ 7월 9일 삼성동 코엑스에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’행사 현장

스마트폰 카메라에 대한 소비자들의 눈높이가 높아짐에 따라, 메인 카메라뿐만 아니라 초광각, 망원 등 서브 카메라의 화질, 성능 향상에 대한 요구가 높아지고 있다.

삼성전자는 스마트폰의 메인 카메라와 서브 카메라에 다양하게 적용할 수 있는 첨단 이미지센서 3종을 통해 카메라 화각에 상관없이 일관된 사용자 경험을 제공한다는 계획이다.

▲플래그십 이미지센서 솔루션 3종

업계 최초 망원용 2억 화소 모바일 이미지센서 ‘아이소셀 HP9’

‘아이소셀 HP9’은 0.56㎛(마이크로미터) 크기의 픽셀 2억개를 1/1.4″(1.4분의 1인치) 옵티컬 포맷에 구현한 망원용 이미지센서 제품이다.

^{* 옵티컬 포맷(Optical Format): 이미지 센서 규격으로 카메라 모듈에서 외부 렌즈가 영상을 맺히게 하는 영역의 지름(Diagonal size)을 인치(Inch)로 변환한 값}

‘아이소셀 HP9’은 삼성전자가 신규 소재를 적용해 독자 개발한 고굴절 마이크로 렌즈를 활용해 빛을 모으는 능력을 향상시켜 각 컬러 필터에 해당하는 빛 정보를 더욱 정확하게 전달할 수 있다.

^{* 고굴절 마이크로 렌즈: 외부로부터 들어온 빛을 모으는 역할을 하는 마이크로 렌즈의 집광 능력을 향상시켜 각 컬러 필터를 통과하는 빛 정보를 적은 손실로 정확히 포토 다이오드에 전달 가능}

이를 통해 전작 대비 약 12% 개선된 감광 능력(SNR 10)과 약 10% 향상된 ‘자동초점 분리비(AF Contrast)’ 성능으로 더욱 선명한 색감 표현이 가능하다.

^{* SNR 10(Signal-to-Noise Ratio): 신호 대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio)가 10이 되는 조도(lux) 값* 신호 대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio): 하나의 픽셀에서 생성된 신호 대비 각종 Noise의 양을 수치화한 값으로, Noise에 의해 손실되지 않는 순수한 신호의 강도. SNR이 큰 이미지 센서일수록 이미지의 품질이 향상됨* 자동초점 분리비(AF Contrast): 위상차 검출 자동초점 방식(Phase Detection Auto Focus, PDAF)을 위한 픽셀 좌우측 광신호의 분리 비율}

특히 ‘아이소셀 HP9’은 저조도 환경에서 상대적으로 취약한 망원 카메라의 감도를 개선하였으며, 인접 픽셀 16개(4×4)를 묶은 ‘테트라 스퀘어드 픽셀(Tetra2pixel)’ 기술을 적용해 12Mp(Megapixel) 빅픽셀(2.24㎛) 인물 모드에서 저조도 감도 향상 뿐만 아니라 드라마틱한 아웃포커싱 효과인 보케(Bokeh)를 경험할 수 있다.

^{* 테트라 스퀘어드 픽셀(Tetra2pixel): 조도 조건에 따라 4개 또는 16개의 인접 픽셀을 묶어 수광 면적을 확대하는 기술. 이 기술을 통해 어두운 날씨 또는 실내와 같은 저조도 환경에서도 선명한 사진 촬영이 가능* 보케(Bokeh): 이미지의 아웃 포커스 부분에 미적인 블러 효과를 만들어내는 표현 방법으로 사진이나 영화에서 몽환적이고 예술적인 흐림 효과를 만드는 데 사용됨}

프리미엄 스마트폰의 광각 카메라 옵티컬 포맷이 대형화되면서 1/1.4″ 이미지센서 또한 망원 모듈로 실장될 수 있고, 리모자이크 알고리즘 기반 2배 또는 4배의 센서 자체 줌 (In-Sensor Zoom) 모드를 지원해 3배 망원 모듈에 탑재시 최대 12배 줌까지 선명한 화질 구현이 가능하다.

‘아이소셀 HP9’은 화질, 자동 초점, HDR(High Dynamic Range) 및 FPS(Frames Per Second) 측면에서도 프리미엄 광각 센서에 준하는 성능으로, 망원 카메라로 활용시 모든 배율에서 더욱 선명한 화질 경험을 선사할 것으로 기대된다.

^{* HDR(High Dynamic Range): 여러 장의 이미지를 다른 노출로 촬영해 합성하는 기술}

▲아이소셀 HP9

새로운 픽셀 기술의 집약체, 이미지센서 ‘아이소셀 GNJ’

‘아이소셀 GNJ’는 1/1.57″(1.57분의 1인치) 크기의 옵티컬 포맷에 1.0㎛ 픽셀 5천만개를 구현한 ‘듀얼 픽셀’ 제품이다.

‘듀얼 픽셀’은 모든 픽셀이 두 개의 포토다이오드를 탑재해 초점을 맞추는 동시에 색 정보도 받아들일 수 있어 화질 손상 없이 빠르고 정확한 자동 초점 기능을 구현할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 센서 자체 줌(In-Sensor Zoom) 모드 동작시 비디오 모드에서 한층 선명한 화질 촬영과 함께 이미지 캡쳐 모드에서도 잔상과 모아레(Moire) 현상이 없는 선명한 해상력을 제공한다.

^{* 모아레(Moire) 현상: 특정 주파수에서 반복되는 두 가지 이상의 패턴 간 상호 간섭으로 인하여 시각적으로 왜곡되는 현상* 해상력: 동영상/이미지가 얼마나 자세하게 표현될 수 있는지를 나타내는 척도}

특히 프리뷰 모드에서는 전작 대비 약 29%, 비디오 모드에서는 4K 60fps 기준 약 34%의 소비 전력이 개선됐다.

‘아이소셀 GNJ’는 ‘고굴절 마이크로 렌즈’와 함께 삼성전자가 신규 개발한 ‘고투과 ARL’ 소재를 적용해, 어두운 부분에도 선명한 화질을 제공하도록 개선했다.

^{* 고투과 ARL(Anti-Reflective Layer): 컬러 필터를 투과한 입사광을 최대화하기 위해 반사 또는 산란되는 광량을 줄이고 투과율을 높이는 기술}

또한, ‘아이소셀 GNJ’는 픽셀과 픽셀 사이 격벽 DTI 물질을 폴리 실리콘(Poly Si)에서 산화물(Oxide)로 변경해 투과된 빛의 손실을 줄이고 픽셀 간 간섭 현상을 줄여 더욱 선명한 이미지를 구현했다.

^{* DTI(Deep Trench Isolation): 픽셀과 픽셀 사이에 절연부를 형성해 인접한 화소들을 서로 격리시켜 픽셀 간 간섭 현상을 줄이는 기술}

▲아이소셀 GNJ

모든 화각에서 일관된 카메라 경험 선사하는 ‘아이소셀 JN5’

‘아이소셀 JN5’는 1/2.76″(2.76분의 1인치) 크기의 옵티컬 포맷에 0.64㎛ 픽셀 5천만개를 구현한 제품이다.

‘아이소셀 JN5’는 ‘Dual VTG(Dual Vertical Transfer Gate)’ 기술을 도입해 픽셀에 들어온 빛이 변환된 전하의 전송 능력을 높이고 극 저조도에서의 노이즈 특성을 대폭 개선하여 어두운 곳에서도 한층 선명한 화질을 선사한다.

^{* Dual VTG(Dual Vertical Transfer Gate): 포토다이오드에서 회로로 전자를 이동시키는 수직 구조의 게이트를 2개 배치해 전자 신호 전달 효율을 극대화하는 기술}

또, 좌/우, 상/하의 위상차를 모두 이용하는 위상차 자동 초점 기술인 ‘슈퍼 QPD(Quad Phase Detection)’기술을 적용해 빠르게 움직이는 피사체의 작은 디테일까지도 흔들림 없이 포착할 수 있다.

‘아이소셀 JN5’는 HDR 기능을 강화한 ‘듀얼 슬로프 게인(Dual Slope Gain)’ 기술도 적용됐다.

‘듀얼 슬로프 게인’ 기술은 픽셀에 들어온 빛의 아날로그 정보를 서로 다른 2개의 신호로 증폭하고 이를 디지털 신호로 변환해 하나의 데이터로 합성하는 기술로, 센서가 표현할 수 있는 색의 범위를 넓혀 준다.

이 밖에도 하드웨어 리모자이크 알고리즘을 적용해 카메라 촬영 속도가 향상됐고, 프리뷰와 캡쳐 모드에서 실시간 줌 동작이 가능하다.

^{* 하드웨어 리모자이크 알고리즘(Hardware Re-mosaic Algorithm): 컬러 픽셀을 재정렬해 디테일을 살리는 기술로, 픽셀을 기존 RGB 패턴으로 다시 맵핑해 풍부한 디테일을 살려내는 알고리즘}

‘아이소셀 JN5’는 1/2.76″의 얇은 옵티컬 포맷으로 범용성이 매우 높아 광각과 초광각 카메라는 물론 전면(Front)과 망원 카메라에도 채용될 수 있어 모든 화각에서도 일관된 카메라 경험을 선사한다.

삼성전자 시스템LSI사업부 Sensor사업팀 이제석 부사장은 “전통적인 이미지센서의 성능을 고도화하는 것은 물론, 메인과 서브 카메라의 격차를 줄여 모든 화각에서 일관된 촬영 경험을 선사하는 것이 업계의 새로운 방향으로 자리잡고 있다”며 “삼성전자는 최신 기술이 집약된 새로운 모바일 이미지센서 라인업을 통해 업계 표준을 리드하고, 센서 혁신 기술 개발을 지속해 한계를 돌파해 나갈 것”이라고 밝혔다.

▲아이소셀 JN5

^{* CXL(Compute Express Link): 고성능 서버 시스템에서 CPU와 함께 사용되는 ▲가속기 ▲D램 ▲저장장치 등을 보다 효율적으로 활용하기 위한 차세대 인터페이스}

▲ 삼성전자와 레드햇 각 사 로고

삼성전자는 이를 통해 CXL 관련 제품부터 소프트웨어까지 서버 전 구성 요소를 화성캠퍼스에 위치한 삼성 메모리 리서치 센터(SMRC)에서 검증할 수 있게 됐다.

^{* SMRC(Samsung Memory Research Center): 삼성전자의 메모리 제품을 탑재한 고객사가 자사 서버의 하드웨어와 소프트웨어의 최적 조합을 분석하고 성능을 평가할 수 있는 리서치 센터}

삼성전자는 이달 업계 최초로 CMM-D 제품 레드햇 인증에 성공했으며, 이는 이번 인프라 확보로 이뤄낸 첫 성과이다.

^{* CMM-D(CXL Memory Module – DRAM): 삼성전자의 최신 CXL 확장 메모리 디바이스}

CXL 제품 인증을 내부에서 자체 완료한 후 레드햇 등록 절차를 즉시 진행할 수 있어 신속한 제품 개발이 가능해졌으며, 고객들과 개발단계부터 제품 최적화를 진행해 맞춤 솔루션을 제공할 수 있게 됐다.

인증 제품을 사용하는 고객들은 레드햇으로부터 유지·보수 서비스를 받을 수 있어 신뢰성 높은 시스템을 더욱 편리하게 구축 가능하다.

이외에도 고객들은 ▲하드웨어 안정성 보장 ▲리눅스 호환성 보증 ▲전문적인 지원 등을 제공받을 수 있다.

삼성전자와 레드햇은 하드웨어에 이어 소프트웨어 기술까지 협력하며 CXL 생태계를 선도하고 있다.

삼성전자는 지난 5월 미국 덴버에서 진행된 ‘레드햇 서밋 2024’에서 기업용 리눅스 OS인 ‘레드햇 엔터프라이즈 리눅스 9.3 (Red Hat Enterprise Linux 9.3)’ 기반 서버에 CMM-D를 탑재해 딥러닝 기반 추천 모델(DLRM) 성능을 향상시키는 시연을 진행했다.

^{* Red Hat Enterprise Linux 9.3: 레드햇의 최신 서버용 운영체제(OS)* DLRM(Deep Learning Recommendation Models): 영화, 외식 등 빅데이터 기반 추천을 위한 AI 소프트웨어}

해당 시연에는 SMDK의 메모리 인터리빙 기술로 차세대 솔루션인 CXL 메모리 동작을 최적화해 메모리 용량과 성능을 모두 높였다.

^{* SMDK(Scalable Memory Development Kit): 차세대 이종 메모리 시스템 환경에서 기존에 탑재된 메인 메모리와 CXL 메모리가 최적으로 동작하도록 도와주는 오픈소스 소프트웨어 개발 도구로 API, 라이브러리 등으로 구성됨* 메모리 인터리빙(Memory Interleaving): 복수의 메모리 모듈에 동시에 접근해 데이터 전송속도를 향상하는 기술}

이를 바탕으로 빠른 데이터 처리와 AI 학습·추론 가속화가 가능해 고객은 추가 시설 투자 없이 더욱 뛰어난 성능의 AI 모델을 구현할 수 있다.

삼성전자와 레드햇은 CXL 메모리 생태계 확장과 새로운 기술 표준 제시를 목표로 파트너십을 강화해 다양한 사용자 시스템에 적합한 고객 솔루션을 제공할 계획이다.

삼성전자 메모리사업부 DRAM 솔루션팀 송택상 상무는 “이번 레드햇과의 협업으로 고객들에게 더욱 신뢰성 높은 CXL 메모리 제품을 제공할 수 있게 되어 매우 기쁘다”며, “하드웨어와 소프트웨어를 아우르는 양사 간의 지속적인 협업을 통해 혁신적인 메모리 솔루션 개발과 CXL 생태계 발전에 앞장설 것”이라고 전했다.

레드햇 코리아 김경상 대표는 “삼성전자와 레드햇의 협력은 CMM-D와 같은 차세대 메모리 솔루션 확장에 오픈소스 기술이 중요함을 보여준다”며, “양사는 CXL 솔루션의 시장 확대를 위해 지속 협력할 것”이라 밝혔다.

향후 삼성전자는 이번 인프라 확보를 바탕으로 AI 시대에 걸맞은 다양한 제품을 선보이며 기술 리더십을 공고히 할 계획이다.

▲ 삼성전자 화성캠퍼스 자체 연구시설인 SMRC에 구축한 레드햇 인증 CXL 인프라

▲ 6월 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’에서 삼성전자 파운드리 사업부장 최시영 사장이 기조연설을 하고 있다.

이번 행사는 “Empowering the AI Revolution”을 주제로, 고객의 인공지능(AI) 아이디어 구현을 위해 삼성전자의 최선단 파운드리 기술은 물론, 메모리와 어드밴스드 패키지(Advanced Package) 분야와의 협력을 통한 시너지 창출 등 삼성만의 차별화 전략을 제시했다.

삼성전자 파운드리 사업부 최시영 사장은 이날 기조연설에서 “AI를 중심으로 모든 기술이 혁명적으로 변하는 시점에서 가장 중요한 건 AI 구현을 가능하게 하는 고성능ㆍ저전력 반도체”라며 “삼성전자는 AI 반도체에 최적화된 GAA(Gate-All-Around) 공정 기술과 적은 전력 소비로도 고속 데이터 처리가 가능한 광학 소자 기술 등을 통해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 원스톱(One-Stop) AI 솔루션을 제공할 것”이라고 말했다.

이번 파운드리 포럼은 미국 실리콘밸리 새너제이에 위치한 삼성전자 DS부문 미주총괄(DSA) 사옥에서 개최됐으며, 르네 하스(Rene Haas) Arm CEO와 조나단 로스(Jonathan Ross) Groq CEO 등 업계 주요 전문가들이 참석했다.

포럼 참석자들은 삼성전자의 기술과 사업 현황뿐 아니라 30여 개 파트너사가 마련한 부스를 통해 다양한 반도체 기술과 솔루션, 협력 방안을 활발하게 공유했다.

최선단 파운드리 공정으로 팹리스 수요 적극 지원

▲ 삼성 파운드리 포럼 2024 참고자료

삼성전자는 반도체 응용처가 확대되며 다변화되는 고객 수요에 대응하기 위해 AI와 HPC, 전장, 엣지컴퓨팅 등 주요 응용처별 특화 공정을 제공하고 있다.

올해 행사에는 기존 파운드리 공정 로드맵에서 SF2Z, SF4U를 추가로 공개했다.

삼성전자는 BSPDN(후면전력공급 기술, Back Side Power Delivery Network) 기술을 적용한 2나노 공정(SF2Z)을 2027년까지 준비한다는 계획이다. BSPDN은 전류 배선층을 웨이퍼 후면에 배치해 전력과 신호 라인의 병목 현상을 개선하는 기술이다.

SF2Z는 기존 2나노 공정 대비 PPA 개선 효과뿐 아니라, 전류의 흐름을 불안정하게 만드는 ‘전압강하’ 현상을 대폭 줄일 수 있어 고성능 컴퓨팅 설계 성능을 향상시킬 수 있다.  
^{* PPA: Power(소비전력), Performance(성능), Area(면적)의 약자로, 공정을 평가하는데 있어서 주요한 3가지 지표}

또한, 이번에 발표한 또 다른 신규 공정인 4나노 SF4U는 기존 4나노 공정 대비 광학적 축소(optical shrink)를 통해 PPA 경쟁력이 추가 향상되며, 2025년 양산 예정이다.

삼성전자는 2027년 1.4나노 공정 양산을 계획하고 있으며, 목표한 성능과 수율을 확보하고 있다고 밝혔다. ‘비욘드 무어(Beyond Moore)’ 시대에 경쟁력을 갖추기 위해 소재와 구조의 혁신을 통해 1.4나노를 넘어 미래 기술 혁신을 주도하고 있다.

삼성전자는 3나노 공정에 GAA 트랜지스터 기술을 최초로 적용해 2022년부터 양산 중이며, 올해 하반기에 2세대 3나노 공정 양산을 시작할 계획이다.

삼성은 GAA 양산 경험을 누적해 경쟁력을 갖췄으며, 2나노에도 지속 적용할 예정이다. 삼성의 GAA 공정 양산 규모는 2022년 대비 꾸준히 증가하고 있으며, 선단공정 수요 성장으로 인해 향후 지속 큰 폭으로 확대될 전망이다.

메모리ㆍAVP와 원팀(One-Team) 협력으로 AI 솔루션 턴키 서비스 제공

▲ 삼성 파운드리 포럼 2024 참고자료

삼성전자는 파운드리와 메모리, 어드밴스드 패키지 사업을 모두 보유해 AI 시대에 필요한 사양과 고객의 요구에 맞춘 커스텀 솔루션 제공을 위한 협력에 유리하다.

삼성전자는 세 개 사업 분야간 협력을 통해 고성능·저전력·고대역폭 강점을 갖춘 통합 AI 솔루션을 선보여 고객의 공급망을 단순화하는 데 기여하는 등 편의를 제공하고 제품의 시장 출시를 가속화한다.

삼성의 통합 AI 솔루션을 활용하는 팹리스 고객은 파운드리, 메모리, 패키지 업체를 각각 사용할 경우 대비 칩 개발부터 생산에 걸리는 시간을 약 20% 단축할 수 있다.  

나아가 2027년에는 AI 솔루션에 광학 소자까지 통합한다는 계획이다. 이를 통해 AI 시대에 고객들이 필요로 하는 ‘원스톱 AI 솔루션’ 제공이 가능할 것으로 기대된다.

AI향 선단 기술부터 8인치 기술까지 고객 포트폴리오 다변화

▲ 삼성 파운드리 포럼 2024 참고자료

삼성전자는 파운드리 사업부의 사업 경쟁력 강화를 위해 고객과 응용처별 포트폴리오를 다변화한다.

급격히 성장하고 있는 AI 분야에서 고객 협력을 강화하여 올해 AI 제품 수주 규모는 작년 대비 80% 이상 성장했다.

8인치 파운드리와 성숙 공정에서도 PPA와 가격경쟁력을 개선한 공정 포트폴리오를 제공해 다양한 고객 니즈에 대응하고 있다.

파운드리 생태계 확대 지원… AI 기술과 융합 강조

삼성전자는 13일(현지시간) ‘SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem) 포럼 2024’를 개최한다. 올해 주제는 “AI: Exploring Possibilities and Future”로, 삼성전자는 파트너사들과 AI 시대 고객 맞춤형 기술과 솔루션을 함께 공유하고 제시하는 장을 마련한다.

특히, 마이크 엘로우(Mike Ellow) Siemens CEO, 빌 은(Bill En) AMD VP, 데이비드 라조브스키(David Lazovsky) 셀레스티얼 AI CEO 등이 참석해 AI 시대에 요구되는 칩과 시스템 설계 기술의 발전 방향을 논의한다.  

이번 포럼에서는 작년 출범한 첨단 패키지 협의체인 ‘MDI 얼라이언스 (Multi-Die Integration Alliance)’의 첫 워크숍이 진행된다.

삼성전자와 MDI 파트너사들은 이번 워크숍에서 구체적인 협력 방안을 심도있게 논의하는 등 파트너십을 더욱 강화하고, 2.5D와 3D 반도체 설계에 대한 종합적인 솔루션을 구체화할 예정이다.

▲ 6월 12일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 ‘삼성 파운드리 포럼 2024(Samsung Foundry Forum 2024)’ 현장

오늘 뉴스룸은 ‘9세대 V낸드’ 기획과 개발을 담당한 삼성전자 상품기획실 현재웅 상무, Flash개발실 홍승완 부사장, 김은경 상무, 조지호 상무를 만났다. 이들과 함께 AI 시대의 새로운 가능성을 창조해 가는 삼성전자 V낸드 공간으로 입장해 보자.

삼성전자는 2002년 낸드플래시 메모리 분야에서 세계1위에 오른 뒤, 시장을 선도하며 초격차 기술을 선보이고 있다. 긴 여정의 결실이라고 할 수 있는 9세대 V낸드에 이어, 삼성전자는 앞으로도 끊임없는 혁신과 첨단 메모리 기술 개발을 통해 정교한 미래를 설계해 나갈 예정이다.