삼성전자, HBM5 베이스다이에 2나노 공정 적용…파운드리 경쟁력 강화

(서울=연합인포맥스) 윤영숙 기자 = 삼성전자가 차세대 고대역폭메모리(HBM)인 HBM5의 베이스다이에 게이트올어라운드(GAA) 구조의 2나노 파운드리 공정을 적용한다.

삼성전자는 27일 반도체 뉴스룸을 통해 HBM5의 동작 속도가 직전 세대인 HBM4E보다 50% 이상 빨라질 것으로 예상된다며, 속도와 전력 효율을 높이기 위해 최선단 공정을 준비하고 있다고 밝혔다.

베이스다이는 HBM 적층 구조의 가장 아래에 위치해 그래픽처리장치(GPU)와 중앙처리장치(CPU) 등 외부 프로세서와 HBM 사이의 데이터를 연결하는 로직 반도체다. HBM4부터는 베이스다이에 파운드리 공정이 적용되면서 전체 제품의 성능과 전력 효율을 좌우하는 핵심 부품으로 부상했다.

삼성전자는 올해 2월 세계 최초로 HBM4를 양산 출하한 데 이어 5월에는 HBM4E 12단 샘플을 출하했다. HBM4와 HBM4E 베이스다이에는 양산 3년 차에 접어든 삼성 파운드리의 4나노 4세대 공정이 적용됐다.

구자흠 삼성전자 파운드리사업부 기술개발실장(부사장)은 HBM4E 베이스다이에 고집적 소자와 초고성능 소자를 적용해 14Gbps 이상의 고속 동작을 구현했다고 설명했다. 금속 배선층을 효율적으로 배치해 전력 소모를 줄이고 방열 경로도 최적화했다.

삼성전자는 메모리와 파운드리, 첨단 패키징을 모두 내재화한 턴키 역량을 강점으로 내세웠다. 코어다이는 메모리사업부, 베이스다이는 파운드리사업부가 생산하고 이를 패키징 조직이 완제품으로 만드는 구조로, 설계 단계부터 속도와 전력, 발열, 수율을 함께 최적화할 수 있다는 설명이다.

삼성전자는 HBM4 베이스다이 개발 당시 전 부문 태스크포스(TF)를 구성해 첫 샘플부터 성능과 수율 목표를 달성했으며, 공정 준비부터 결과 확보까지 약 3개월이 걸렸다고 밝혔다.

파운드리 선단 공정의 응용처도 모바일에서 AI·고성능컴퓨팅(HPC), 자동차, 로보틱스 등으로 넓힌다. 삼성전자는 지난해 하반기 2나노 1세대 공정 양산을 시작했으며, 올해 하반기에는 수율과 성능을 개선한 2나노 2세대 공정 기반 모바일 제품 양산에 나설 예정이다.

또 첨단 패키징과 HBM을 연계한 원스톱 솔루션을 확대하고, 데이터센터용 실리콘 포토닉스와 코패키지드옵틱스(CPO) 기반 기술 개발도 추진한다. 삼성전자는 HBM4에서 축적한 4나노 베이스다이 경험을 토대로 HBM5에 2나노 공정을 선제 적용해 AI 반도체 시장에서 기술 리더십을 강화한다는 방침이다.

ysyoon@yna.co.kr