[딜사이트 김주연 기자] 삼성전자가 정보기술(IT) 전시회 '컴퓨텍스 2026'에서 세계 최초로 8세대 고대역폭메모리(HBM5) 실물 모형(목업)을 공개했다. 이를 통해 HBM4, HBM4E에 이어 차세대 HBM 시장에서도 기술 우위를 선점하겠다는 의지를 드러냈다.

송재혁 삼성전자 최고기술책임자(CTO)는 2일 대만 타이베이에서 열린 컴퓨텍스 2026 현장에서 기자들과 만나 HBM5 목업을 공개하며 "현재 히트 패스 블록(Heat Path Block)을 준비하고 있다"며 "HBM5 적용을 염두에 두고 있지만 고객 요구와 시장 상황에 따라 적용 시점을 앞당길 수 있다"고 말했다.

송 CTO는 HBM4와 HBM5의 가장 큰 차이점으로 코어다이에 적용되는 공정을 꼽았다. 그는 "HBM4에는 최선단 1c D램을 적용하는데 재설계와 성숙 과정을 거치며 성능과 수율, 품질이 지속적으로 개선됐다"며 "HBM5에는 베이스다이 최적화를 위해 2나노 선단 공정 도입을 준비하고 있다"고 말했다.

이날 공개된 HBM5 목업을 보면 전작인 HBM4E와 가장 큰 차이점은 HPB 구조가 적용됐다는 점이다. HPB는 발열 문제를 해결하기 위한 기술로, 물리적으로 열을 외부로 배출하는 통로 역할을 하는 구조다.

HBM4와 HBM5를 확대해 비교하면 이를 더욱 선명하게 확인할 수 있다. HBM5 우측에는 세로로 형성된 구조가 보이는데 이를 기준으로 왼쪽은 코어다이, 오른쪽은 HPB 영역이다. 삼성전자는 현재 HBM4 기반 샘플을 통해 HPB 구조를 검증하고 있으며 HBM5 적용을 목표로 개발을 진행하고 있다. 송 CTO에 따르면 개발 단계에서 긍정적인 열 개선 효과도 확인되고 있다.

이는 인공지능(AI) 연산 규모 확대에 따른 데이터 병목 현상을 줄이기 위해 HBM5에 처음 적용되는 '다이투다이(D2D) 인터페이스' 때문이다. D2D 인터페이스는 서로 다른 반도체를 고속으로 연결해 데이터 이동 효율을 높이는 기술이다. 다만 이 과정에서 베이스다이 특정 영역에 발열이 집중될 수 있어 HPB 구조를 통해 이를 개선하겠다는 설명이다.

송 CTO는 "D2D 인터페이스는 고객 그래픽처리장치(GPU)가 가진 특정 IP를 베이스다이로 가져와 병목 현상을 개선하는 기술"이라며 "다만 이 경우 베이스다이 특정 영역에서 고열이 발생할 수 있다. 이 열을 빼기 위해 일종의 통로 구조를 만드는 기술을 준비하고 있다"고 말했다.

HPB 소재로는 실리콘이 유력하게 검토되고 있다. 송 CTO는 "구리와 실리콘 기술을 함께 개발하고 있지만 실리콘 쪽을 조금 더 적합한 기술로 보고 있다"며 "특정 소재를 적층하는 것은 어려운 문제인 만큼 통합 관점에서 실리콘이 최적의 소재라고 판단하고 있다"고 말했다.

SK하이닉스 역시 발열 문제를 해결하기 위한 방안으로 'iHBM'을 공개한 바 있다. 이는 HBM 패키지 내부에 일체형 냉각 요소인 ICE를 적용해 발열을 낮추는 기술이다. 경쟁사들도 열 관리 기술 개발에 나선 가운데 삼성전자는 종합반도체회사(IDM) 체제를 강점으로 내세웠다. HPB 구조가 추가되면 베이스다이와 코어다이의 배치 최적화가 중요해지는데 메모리와 파운드리 사업부가 함께 개발할 수 있다는 점이 차별화 요소라는 설명이다.

송 CTO는 "베이스다이와 코어다이를 최적의 위치에 배치하는 것이 중요하다"며 "그런 측면에서 원팀으로 협업할 수 있다는 점은 개발 기간 단축과 제품 최적화 측면에서 강점"이라고 말했다. 이어 "내부에서는 월드 베스트 협업을 통해 최고의 제품을 만들 수 있을 것"이라고 덧붙였다.

HBM5는 D램 12단, 16단, 20단 제품으로 출시가 준비되고 있다. 이는 고객이 요구하는 용량에 맞춘 설계와 기술인 만큼 상황에 따라 더 늘어날 수 있다는 게 송 CTO의 설명이다. 그는 "12단, 16단, 20단 기술이 나오려면 내부적으로 더 높은 단계의 기술을 연구하고 개발해야 한다"며 "그래야 양산 과정에서 더욱 안정적인 수율과 성능, 품질을 제공할 수 있다"고 말했다.

또 HBM5가 고객 요구를 반영해 개발된 제품이라는 점도 강조했다. HBM5 공개와 관련해 고객사와 협력한 바가 있는지 묻는 질문에 송 CTO는 "기술을 포지셔닝할 때 고객사의 목소리를 들었다"며 "고객들은 메모리월과 서버 전력에 대한 요구가 크고 이를 해결하기 위해서는 열 관리가 중요하다. 순차적인 개발 로드맵 역시 고객 요구와 기술 상황을 함께 고려해 시작했다"고 말했다.

송 CTO는 연구개발 과정에서 가장 중요한 철학으로 '간절함'을 꼽았다. 그러면서 업계 1등 달성을 목표로 준비하고 있다고 밝혔다. 그는 "회사 연구에서 절실함이 가장 중요하다"며 "업계에서 1등을 할 수 있도록 준비하고 있다"고 말했다.