삼성전자, ‘CUBE’로 메모리 한계 넘는다…HBM5·zHBM 청사진 공개

용량·최적화·대역폭·효율 중심 차세대 메모리 전략 제시
HBM5 성능 2배 목표…zNAND-O는 2028년 샘플링

▲1일 대만 타이베이에서 열린 세미콘 타이완 2026에서 최장석 삼성전자 DS부문 메모리사업부 상품기획팀장(상무)이 메모리 기술 한계 극복을 위한 'CUBE' 전략을 발표하는 모습 (사진=삼성전자)

삼성전자가 3차원 적층 기술을 앞세운 ‘CUBE’ 전략을 공개하고 차세대 메모리 시장 주도권 강화에 나선다.

최장석 삼성전자 DS부문 메모리사업부 상품기획팀장(상무)은 1일 대만 타이베이에서 열리는 ‘메모리 이그제큐티브 서밋(Memory Executive Summit)’ 기조연설에서 메모리 기술의 한계를 극복하기 위한 CUBE 전략을 발표할 예정이다.

메모리 이그제큐티브 서밋은 2일부터 4일까지 열리는 ‘세미콘 타이완 2026’ 본행사에 앞서 글로벌 반도체 기업 관계자들이 메모리 산업의 기술 방향을 논의하는 자리다. 세미콘 타이완은 국제반도체장비재료협회(SEMI)가 주관하는 반도체 행사로 설계와 제조, 테스트, 패키징 분야의 최신 기술이 공개된다.

CUBE는 △용량(Capacity) △최적화(Utilization) △대역폭(Bandwidth) △전력·열 효율(Efficiency)의 앞 글자를 딴 전략이다. 삼성전자는 네 가지 기술을 동시에 고도화해 인공지능(AI) 시대의 메모리 수요에 대응할 방침이다.

최 상무는 용량과 관련해 “더 이상 인쇄회로기판(PCB) 면적에 제한되지 않고 보드 면적을 키우지 않으면서 수직으로 확장해 메모리 용량을 늘릴 것”이라고 밝힐 예정이다. 평면 확장의 물리적 한계를 3차원 적층으로 돌파하겠다는 구상이다.

최적화 측면에서는 단순히 메모리를 쌓는 데 그치지 않고 각 층의 로직과 메모리 배치를 조정해 데이터 처리 지연을 줄인다. 다이 사이의 거리를 단축해 데이터가 이동하는 ‘수직 고속도로’를 형성하고 대역폭도 확대한다.

삼성전자는 CUBE 전략을 바탕으로 고대역폭메모리(HBM) 기술 개발에도 속도를 낸다. HBM2부터 HBM4E와 HBM5에 이르기까지 용량과 대역폭, 전력 효율, 열 관리 기술을 세대별로 고도화한다는 방침이다.

▲1일 대만 타이베이에서 열린 세미콘 타이완 2026에서 최장석 삼성전자 DS부문 메모리사업부 상품기획팀장(상무)이 메모리 기술 한계 극복을 위한 'CUBE' 전략을 발표하는 모습 (사진=삼성전자)

현재 개발 중인 HBM5는 HBM4E보다 성능을 2배 높이고 와트당 성능은 20% 개선하는 것이 목표다. 열 저항은 20% 낮춰 미래 AI 시스템의 연산 성능과 냉각 요구에 대응한다.

차세대 제품인 ‘zHBM’은 HBM4E보다 성능을 8배, 와트당 성능을 3배 높이는 것을 목표로 한다. 열 저항은 75~90% 줄여 기존 HBM의 성능과 효율 한계를 뛰어넘겠다는 구상이다.

삼성전자는 D램과 낸드플래시 사이의 성능·용량 간극을 겨냥한 ‘zNAND-O’도 개발한다. zNAND-O는 D램보다 비트 밀도가 10배 높아 대규모언어모델(LLM)에 필요한 저장 용량을 제공하면서, 기존 낸드보다 읽기 대역폭과 전력 효율을 7배 높이는 것이 목표다. 삼성전자는 2028년부터 zNAND-O 샘플 공급을 시작할 계획이다.

삼성전자는 대규모 생산능력을 기반으로 범용 D램과 낸드부터 HBM, 기업용 솔리드스테이트드라이브(SSD)까지 AI 메모리 수요에 대응할 방침이다.

▲카운터포인트리서치 집계 (사진=삼성전자)

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

트렌드포스 조사에서도 삼성전자는 같은 기간 낸드플래시 시장에서 점유율 29.3%로 1위를 차지했다. AI 서버용 기업용 SSD 판매 확대 등에 힘입어 매출은 전 분기보다 70.7% 증가했다.