삼성전자(005930)가 메모리 용량과 대역폭을 끌어올리면서 전력·발열 문제까지 해결하는 'CUBE' 전략을 공개했다. 인공지능(AI) 연산용 메모리 수요가 급증하는 상황에서 3D 구조를 활용해 제한된 공간에서 용량과 성능을 높이고 효율까지 개선하겠다는 구상이다.

최장석 삼성전자 DS부문 메모리사업부 상품기획팀장(상무)은 1일 대만 타이베이에서 열린 '세미콘 타이완 2026' 메모리 이그제큐티브 서밋 기조연설에서 이 같은 전략을 발표했다.

CUBE는 △Capacity(용량) △Utilization(최적화) △Bandwidth(대역폭) △Efficiency(전력·열 효율)의 앞 글자를 딴 것이다.

최 상무는 인쇄회로기판(PCB) 면적을 키우지 않고 수직으로 쌓아 메모리 용량을 확대하는 방안을 제시했다.

3D 구조에서는 단순 적층에 그치지 않고 각 층의 활용도를 높이는 것이 중요하며, 로직과 메모리 배치를 최적화해 데이터 처리 지연을 줄이겠다는 설명이다.

대역폭은 일정 시간 동안 메모리와 프로세서가 주고받을 수 있는 데이터의 양을 의미한다. 대규모 데이터를 빠르게 공급해야 하는 AI 연산에서는 대역폭이 높을수록 유리하다. 삼성전자는 다이 사이 거리를 좁혀 데이터 이동 경로를 단축하는 방식으로 대역폭을 높인다는 계획이다.

전력·열 효율도 핵심이다. AI 연산량이 늘수록 데이터 이동 과정에서 발생하는 전력 소모와 발열 관리의 부담이 커져서다.삼성전자는 데이터 1비트를 이동시키는 데 필요한 에너지를 줄여 같은 전력으로 더 높은 성능을 내는 방향으로 기술을 고도화한다.

삼성전자는 CUBE 전략을 바탕으로 HBM5와 차세대 메모리 기술 개발에도 속도를 내고 있다.


고대역폭메모리(HBM)는 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 처리 속도와 대역폭을 높인 제품이다. AI 가속기와 함께 대규모 AI 모델의 학습·추론용 데이터를 공급하는 역할을 한다.

삼성전자가 개발 중인 HBM5는 HBM4E 대비 성능을 2배 높이고 와트당 성능을 20% 개선하는 것을 목표로 한다. 열 저항도 20% 낮춰 AI 연산 과정에서 발생하는 발열 문제에 대응할 계획이다.

HBM을 넘어선 차세대 기술로는 'zHBM'이 제시됐다. 삼성전자는 zHBM을 통해 HBM5 대비 성능을 8배, 와트당 성능을 3배 높이고 열 저항은 75~90% 낮추는 것을 목표로 하고 있다.

새 메모리 제품인 'zNAND-O'도 개발한다. zNAND-O는 대규모 데이터를 빠르게 읽어야 하는 환경을 겨냥한 차세대 낸드 설루션이다.

낸드는 전원이 꺼져도 데이터를 저장할 수 있는 비휘발성 메모리로 솔리드스테이트드라이브(SSD) 등에 주로 사용된다. D램보다 저장 용량을 크게 확보할 수 있지만 데이터 처리 속도에서는 상대적으로 불리하다는 특성이 있다.

삼성전자는 zNAND-O를 통해 이 같은 D램과 낸드의 약점을 보완한다는 구상이다
D램보다 10배 높은 비트 밀도를 제공하면서 낸드보다 7배 높은 읽기 대역폭과 전력 효율성을 구현하는 것이 목표다. 삼성전자는 대규모 언어모델(LLM) 등에 필요한 대용량 메모리 수요에 대응하기 위해 2028년 샘플링을 시작할 계획이다.

삼성전자는 차세대 제품 개발과 함께 D램과 낸드플래시에서 글로벌 1위 지위도 유지하고 있다.

시장조사기관 카운터포인트리서치에 따르면 삼성전자는 올해 2분기 글로벌 D램 시장에서 매출 기준 39%의 점유율로 1위를 기록했다. 같은 기간 SK하이닉스와 마이크론의 점유율은 각각 26%, 25%였다.

낸드플래시 시장에서도 삼성전자는 2분기 매출 약 230억 6000만 달러, 점유율 29.3%로 1위를 차지했다. AI 서버 수요 확대에 따른 기업용 SSD 판매 증가 등에 힘입어 매출은 전 분기 대비 70.7% 늘었다.

생산능력 역시 업계 최대 수준이다. 옴디아는 삼성전자의 올해 D램 생산능력을 300㎜ 웨이퍼 기준 연간 약 817만5000장으로 전망했다. 이는 SK하이닉스(약 666만장)와 마이크론(약 360만장)을 웃도는 규모다. 낸드 웨이퍼 생산량도 삼성전자가 약 477만장으로, SK하이닉스·솔리다임의 약 279만장을 크게 앞설 것으로 예상됐다.

삼성전자는 대규모 생산 인프라와 기술 경쟁력을 기반으로 범용 D램·낸드부터 HBM과 기업용 SSD 등 고부가 AI 메모리까지 제품 경쟁력을 확대하고 시장 수요에 적기 대응한다는 계획이다.

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