11일(현지시간) 세계 최대 가전·정보기술(IT) 전시회 CES 2024가 열리고 있는 미국 라스베이거스 앙코르 호텔. 경기 평택시에 있는 삼성전자 평택캠퍼스 3공장(P3)을 영상화한 가상 반도체 팹(fab)이 전시장 한 가운데 마련됐다. 이곳에서 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 부문의 메모리 반도체 제작 과정이 과정별로 소개됐으며, 하반기 가동을 목표로 하는 약 500만㎡(150만평) 규모 미국 텍사스주 테일러 파운드리 공장 모형도 만나볼 수 있다.
삼성전자 DS 부문은 이날 해마다 CES에 마련하는 고객사·파트너를 위한 제품 소개 공간을 언론에 처음으로 공개했다.
가상 팹 주위에는 삼성전자 DS 부문이 2024년 들어 강조하는 제품이 서버, PC·그래픽, 모바일, 오토모티브 등 다섯 개 설루션으로 나뉘어 전시됐다. CES 2024에서 인공지능(AI)이 핵심 화두로 떠오른 가운데, 삼성전자는 생성 인공지능·온디바이스 AI 시장을 겨냥한 D램 라인업을 선보였다.
가장 눈길을 끈 것은 지난해 9월 공개된 업계 최대 용량 32기가비트 DDR5 D램이었다.
32기가비트 DDR5 D램은 동일 패키지 사이즈에서 구조 개선을 통해 16기가비트 D램 대비 2배 용량을 구현했고, 128기가바이트(GB) 모듈을 실리콘 관통 전극(TSV) 공정 없이 제작할 수 있다는 데 장점이 있다. TSV 공정은 칩을 얇게 간 뒤 수백개의 미세한 구멍을 뚫고 상단 칩과 하단 칩의 구멍을 수직으로 관통하는 전극을 연결한 첨단 패키징 기술로, 기존 32기가비트 이하 용량으로 128GB 모듈을 제작할 때는 TSV 공정 사용이 필수였다.
TSV까지 사용한다면 최대 1테라바이트(TB) D램 모듈을 구현할 수 있어 메모리 기술의 한계를 극복한 제품으로 평가받는다.
기존 제품보다 성능·용량을 50％ 이상 개선한 고대역폭 메모리(HBM) 5세대 HBM3E D램 '샤인볼트'는 올해 본격적으로 사업화를 추진하는 제품이다. '샤인볼트'는 용량이 전작의 1.5배 수준으로, 초당 최대 1.2테라바이트(TB) 이상의 데이터를 처리할 수 있다.
이는 1초에 30기가바이트(GB) 용량의 UHD 영화 40편을 처리할 수 있는 속도다.
전력 효율은 10％ 향상됐다.
서버 전면부에 여러 대를 장착할 수 있는 CXL 인터페이스 기반 모듈 'CMM-D'도 준비됐다.
삼성전자의 미주총괄 메모리 상품기획 담당 김인동 상무는 "비유하자면 메모리는 인공지능이 공부하는 데 필요한 노트와 책"이라면서 "노트와 책들을 어떻게 섞어서 공부를 잘하게 할 것인지에 대한 관점에서 준비하고 있다"고 말했다.
모바일 D램 설루션에도 관심이 집중됐다.
'LPDDR5X' D램은 LPDDR 표준 기반 초당 8.5기가비트를 지원하며, 14나노미터(nm) 공정과 하이케이 메탈 게이트 공정으로 이전 세대 대비 전력 효율을 20％ 개선했다.
메모리 병목현상 개선을 위해 데이터 연산 기능을 메모리 칩 내부에서 구현한 LPDDR5X-PIM은 LPDDR5X D램 대비 성능을 8배 높였고, 전력 소모는 50％ 줄였다.
입출력단자(I/O)를 늘려 대역폭은 높이고 지연속도는 줄인 D램도 소개됐다.
낸드 설루션으로는 하이퍼스케일 데이터센터에 적합한 PCIe 5.0 기반 솔리드스테이트드라이브(SSD) 'PM9D3a', 확장성이 뛰어난 페타바이트(PB)급 초고용량 'PBSSD' 등이 있었다.
AVP 사업팀은 무어의 법칙 이후 시대를 주도하겠다는 '비욘드 무어' 비전에 맞춰 2.5차원 패키지 I-Cube E, I-Cube S, 3차원 패키지 X-Cube HCB, TCB 기술 및 제품을 선보였다.
시스템LSI사업부에서는 모바일, 로봇, 확장현실(XR) 등을 위한 이미지센서 라인업 '아이소셀 비전' 라인업과 리눅스와 안드로이드 운영체제(OS)를 모두 사용하는 전장용 엑시노스 'V920', 초광대역(UWB) 칩 '엑시노스 커넥트 U100' 등을 준비했다.
삼성전자 DS 부문 미주총괄(DSA) 한진만 부사장은 "인공지능, 머신러닝(ML), 클라우드 컴퓨팅 시장이 급격히 성장하고 있다"며 "AI 시대에 최적화된 다양한 최첨단 메모리 설루션을 적기에 개발해 패러다임 변화를 주도해 나가겠다"고 말했다.