삼성 파운드리, HBM5에 '2나노 GAA' 전격 도입…AI 반도체 패권 쥔다

브로드컴·오픈AI 협력 맞물려 로드맵 구체화
메모리·파운드리·패키징 '원스톱 턴키' 결실

삼성전자가 8세대 고대역폭메모리(HBM5)에 2㎚(1㎚=10억분의 1m) 게이트올어라운드(GAA) 공정을 선제 도입한다. 최근 브로드컴, 오픈AI 등 글로벌 빅테크(대형 정보기술 기업)들과 대규모 인공지능(AI) 반도체 파운드리(반도체 위탁생산)·메모리 협력을 이끌어낸 가운데 구체적인 기술 로드맵을 공개하며 시장 주도권 강화에 나선 것으로 풀이된다.

구자흠 파운드리사업부 기술개발실장은 27일 삼성전자 뉴스룸을 통해 "HBM5는 직전 세대인 HBM4E보다도 동작 속도를 약 50% 이상 향상해야 할 것으로 예상된다"며 "업계의 요구에 대응하기 위해 HBM5의 베이스 다이는 GAA 구조를 사용하는 2㎚ 공정을 적용, 더 높은 집적도의 실리콘 관통전극(TSV)을 구현할 예정"이라고 밝혔다.

구자흠 파운드리사업부 기술개발실장. 삼성전자

이번 발표는 이재용 회장이 샌프란시스코 현지에서 글로벌 빅테크 수장들과 합의한 대규모 파운드리·메모리 장기 공급 구상을 실현할 핵심 기술적 토대로 풀이된다. 앞서 삼성전자는 지난 24일(현지시간) 브로드컴과 2030년까지 메모리와 파운드리 부문에서 2000억달러(약 292조원) 규모의 전략적 협력을 맺었으며, 이튿날엔 이 회장이 샘 올트먼 오픈AI 최고경영자(CEO)를 만나 AI, 반도체 협력 방안을 논의하기도 했다.

구 실장은 "AI 반도체 시장의 성장과 함께 파운드리 선단 공정에 대한 수요도 지속 확대되고 있다"며 "지난해 하반기 2㎚ 1세대 공정 양산을 시작한 삼성 파운드리는 올해 하반기 수율과 성능을 개선한 2㎚ 2세대 공정 기반의 모바일향 신제품 양산을 시작할 예정"이라고 설명했다.

특히 이번 서밋에서 브로드컴 등 글로벌 빅테크들이 삼성전자를 선택한 핵심 배경인 '원스톱 턴키' 역량이 빛을 발하고 있다는 평가다. 구 부사장은 "설계 단계에서부터 메모리·파운드리·TSP 조직들이 협업해 속도, 전력, 발열 및 수율에 유리하게 설계를 최적화할 수 있고 양산 제품을 완성하는 시간을 단축할 수 있다"며 "TF를 구성해 밀착 대응한 결과 HBM4 베이스 다이는 첫 번째 샘플부터 성능과 수율 목표를 모두 달성할 수 있었고, 이 모든 과정이 불과 3개월여 만에 일사불란하게 진행됐다"고 전했다.

7세대 고대역폭메모리 HBM4E. 삼성전자

삼성 파운드리는 모바일을 넘어 AI/고성능컴퓨팅(HPC), 오토모티브, 클라우드 서비스 제공업체(CSP) 등 다양한 영역으로 선단 공정 응용처를 넓히며 샌프란시스코에서 선언한 '글로벌 AI 공급망 핵심 거점' 비전을 현실화할 계획이다.

구 실장은 "지난해 전장향 테슬라 2㎚ 제품을 수주하면서 공정 경쟁력을 입증했고, 이를 기점으로 다수의 AI/HPC, CSP 대형 고객사들로부터 수주가 이어지고 있다"며 "삼성 파운드리는 앞으로도 선단 공정의 탄탄한 기술 경쟁력을 바탕으로 시장 점유율을 지속 확대해 나갈 계획"이라고 말했다.

김진영 기자 camp@asiae.co.kr