삼성전자(005930)는 4일(현지시간)부터 6일까지 미국 캘리포니아주 산타클라라 컨벤션센터에서 열리는 'FMS(Future of Memory and Storage) 2026'에 참가해 차세대 3D 메모리 아키텍처인 zHBM과 zNAND-O의 목업 모형을 업계 최초로 공개하고, AI 시대를 이끌 차세대 메모리 기술 비전을 제시했다.

삼성전자는 FMS 2026에서 약 20평의 규모의 최대 전시 공간을 마련, AI 클라우드 서버를 형상화한 전시 부스도 선보였다.

전시 공간은 하이라이트, 클라우드 AI, 엣지 AI 존으로 구성했다. D램부터 낸드, 스토리지에 이르는 폭넓은 메모리 포트폴리오를 중심으로 약 30개 제품을 전시해 AI 메모리 핵심 기술과 고객 맞춤형 설루션을 소개했다.

행사 첫날 이진엽 플래시개발실 부사장과 김경륜 D램개발실 상무가 'AI 혁명 물길을 주도하다: 메모리·스토리지 아키텍처의 3D 혁신'(Driving the wave of AI Revolution: 3D Innovations in Memory & Storage Architecture)을 주제로 기조연설을 진행했다.

이들은 zHBM, zNAND-O 등 차세대 3D 메모리를 기반으로 고성능 컴퓨팅(HPC)과 AI 인프라 수요 증가에 대응하고, AI 시스템의 성능과 전력효율을 극대화하기 위한 기술 비전을 제시했다. 400단 이상의 V10 본딩버티칼(BV)-NAND를 업계 최초로 공개하며, 차세대 NAND 기술 경쟁력을 선보였다.

zHBM·zNAND-O 목업 최초 공개, 차세대 3D 메모리 방향 제시
특히, 삼성전자가 업계 최초로 공개한 차세대 3D 메모리 아키텍처인 zHBM과 zNAND-O 목업을 통해 미래 AI 시스템을 위한 새로운 메모리 기술 방향을 제시했다.

HPC와 AI 인프라의 확산으로 고용량·고대역폭 메모리에 대한 요구 수준이 높아지면서 기존 HBM만으로는 향후 요구되는 수준의 성능을 구현하는 것은 한계가 있는 것으로 전해진다.

이를 극복하기 위한 대안이 zHBM이다. zHBM은 기존에 AI 가속기 옆에 HBM을 배치하는 방식에서 한 단계 더 나아가 AI 가속기 상단에 HBM을 수직으로 적층하는 차세대 아키텍처다.

AI 가속기와 메모리 간 데이터 이동 거리를 최소화해 대역폭과 전력효율을 높이고, 대규모 AI 모델의 학습과 추론에 필요한 초고속 데이터 처리를 지원한다. zHBM이 적용된 차세대 인터페이스 시스템은 HBM5 대비 최대 8배 높은 성능을 제공한다.

또 짧아진 데이터 간 이동 거리로 인해 HBM5 대비 전성비를 최대 3배 향상하고 열 저항을 절반 이상 낮춤으로써 고용량·고대역폭 시스템의 안정성과 전력효율을 극대화할 수 있다.

전성비는 '전력 대비 성능 비율'의 줄임말로소비되는 전력당 얼마만큼의 연산 성능을 발휘하는지를 나타내는 효율성 지표다. 전력 소모를 최소화하면서도 최대의 처리 능력을 낼수록 우수하게 평가받으며, 최근 모바일 기기와 AI 반도체의 핵심 경쟁력으로 꼽힌다.

zHBM은 고객 맞춤형 설계가 가능한 3D 메모리 설루션이다. 메모리와 AI 가속기 사이에 위치한 인터레이어에 맞춤형 IP를 추가해 메모리 용량 확장, 가속기 성능 강화 등 제품 특성을 최적화할 수 있다.

삼성전자는 고객과의 협업을 바탕으로 AI 프로세서와 메모리 간 최적화를 추진해 zHBM의 성능을 극대화할 계획이다.

삼성전자는 D램뿐 아니라 NAND에서도 3D 메모리 아키텍처 비전을 제시했다.

zNAND-O는 삼성전자가 개발 중인 차세대 고성능 NAND 플래시다. 기존 V-NAND의 수직 적층 기술을 활용하고 TSV 기술을 결합해 4단 또는 8단 반도체 칩을 3D 패키징한 제품이다.

제품명 끝의 '-O'는 온 디바이스 AI 환경에 최적화된 제품임을 의미한다. 높은 공간 효율성과 데이터 로딩 대역폭, 빠른 응답 속도를 바탕으로 실시간 대규모 데이터 처리가 요구되는 환경에서 고성능을 지원한다.

온디바이스 AI는 외부 클라우드 서버를 거치지 않고 스마트 기기 자체 내에서 연산을 수행하고 정보를 처리하는 AI 기술이다. 인터넷 연결 없이도 빠른 속도로 작동하며, 데이터를 외부로 전송하지 않아 개인정보 보호에 유리하다는 강점이 있는 제품이다.


400단 이상의 초고적층 'V10 BV-NAND' 업계 최초 공개
삼성전자는 FMS 2026에서 업계 최초로 수직 적층 400단 이상의 10세대 V-NAND 'V10 BV-NAND'를 공개하며, NAND 기술 리더십을 강화했다. 이는 13년 전 같은 행사에서 세계 최초로 V-NAND 기술을 발표한 이후, 지속해 온 기술 혁신의 성과다.

V10 BV-NAND는 400단 이상의 초고적층 구조를 기반으로 성능과 전력효율을 높인 차세대 NAND 제품이다. 웨이퍼 본딩 기술과 3 Stack 기술을 통해 400단 이상의 초고적층을 구현했다. 메모리 집적도를 전 세대(V9) 대비 약 58% 향상해 동일한 면적에 더 많은 데이터를 저장할 수 있다.

데이터 읽기·쓰기 성능과 데이터 입출력(I/O) 속도 역시 전 세대 대비 향상됐다. 삼성전자는 이 제품을 통해 고성능·고용량 NAND 시장에 최적화된 경쟁력을 확보했다.

HBM부터 PIM·SSD까지…차세대 AI 메모리 로드맵 소개
이번 전시에서 삼성전자는 △HBM4E △HBM5 △LPDDR5X-PIM △PM1763 등 고성능 컴퓨팅과 AI 데이터센터에 최적화된 차세대 메모리·스토리지 설루션도 선보였다.

삼성전자는 지난 2월 업계 최초로 1c D램과 4나노 베이스 다이 기술을 적용한 HBM4를 양산 출하했다. 5월에는 업계 최대 성능, 최고 용량의 HBM4E 샘플을 세계 최초로 고객사에 공급하는 등 차세대 HBM 시장을 선도하기 위한 기술 경쟁력을 지속 강화하고 있다.

이번 행사에서는 HBM4E가 적용된 차세대 AI 플랫폼과 웨이퍼를 전시했다. 신규 열관리 기술인 HPB(Heat Path Block)를 적용해 더 높은 대역폭과 용량을 제공하는 HBM5 목업을 공개했다.

LPDDR5X-PIM은 삼성전자가 세계 최초로 개발했다. 메모리 내부에서 연산을 수행해 데이터 이동을 최적화하고, 전력효율을 향상시킨 차세대 메모리 제품이다.

이와 함께 차세대 기업용 SSD PM1763, 초고용량 기업용 SSD BM1773 등AI 시대의 다양한 데이터 처리 및 저장 수요에 대응하는 차세대 메모리·스토리지 포트폴리오도 공개했다.

'원스톱 설루션' 기반 AI 반도체 리더십 강화
행사에서 삼성전자는 세계에서 유일하게 메모리, 로직, 파운드리, 패키징까지 아우르는 '원스톱 설루션'을 제공할 수 있는 종합반도체(IDM) 기업임을 강조했다.

고객의 제품 설계 단계부터 양산까지 통합 서비스를 제공해 개발 기간을 줄이고, 성능과 전력효율을 최적화해 고객 맞춤형 AI 반도체 구현을 지원할 수 있다.

삼성전자 관계자는 "FMS 2026에서 엔드투엔드(End-to-End) 설루션 역량을 기반으로 차세대 AI 인프라 혁신을 위한 메모리·스토리지 기술 전략과 로드맵을 제시했다"면서 "앞으로도 차세대 메모리 기술 혁신과 메모리, 파운드리, 첨단 패키징을 아우르는 차별화된 설루션을 통해 AI시대의 반도체 기술 리더십을 지속 강화해 나갈 계획"이라고 말했다.

jin@news1.kr