삼성전자, 차세대 AI 솔루션 확대로 시장 선도한다

동작 속도 10.7Gbps 지원하는 저전력 D램 개발
AI 가속기 '마하-1' 연말 개발, 내년 본격 양산
업계 최초 12단 HBM3E 개발…2026년엔 HBM4

▲삼성전자 LPDDR5X (자료제공=삼성전자)

삼성전자가 차세대 인공지능(AI) 반도체 라인업을 확대하며 시장 입지를 공고히 하고 있다. 향후 2~3년 안에 반도체 세계 1위 자리를 되찾겠다고 공언한 만큼 고성능 제품 개발에 박차를 가하고 있다.

삼성전자는 업계 최고 동작 속도를 지원하는 10.7기가비피에스(Gbps) 저전력 더블데이터레이트(LPDDR) 5X D램 개발에 성공했다고 17일 밝혔다. LPDDR은 저전력(Low Power)에 특화 설계된 D램이다. 주로 스마트폰·태블릿 등 전력 효율성이 중요한 IT 기기에 탑재된다.

이번 신제품은 12㎚(나노미터·10억분의 1m) LPDDR D램 중 가장 작은 칩으로 구현한 저전력·고성능 메모리 솔루션이다. 전 세대 제품 대비 성능과 용량이 각각 25%, 30% 이상 향상됐다. 또한 성능과 속도에 따라 전력을 조절하는 '전력 가변 최적화 기술'과 '저전력 동작 구간 확대 기술' 등을 적용해 전 세대 제품보다 소비전력을 약 25% 개선했다.

삼성전자는 신제품 LPDDR5X D램을 애플리케이션 프로세서·모바일 업체와의 협업을 통해 제품 검증 후 하반기 양산할 예정이다.

최근 기기 자체에서 AI를 구동하는 온디바이스 AI 시장이 빠르게 성장하고 있는 만큼 고성능 LPDDR D램의 수요도 커지고 있다. 향후 모바일 분야를 넘어 AI 가속기, PC, 전장 등 사용자 데이터가 만들어지는 많은 디바이스에 확대 적용될 가능성이 큰 시장이다.

시장조사기관 옴디아에 전 세계 모바일 D램 용량 수요는 지난해 676억 기가비트(Gb)에서 2028년 1259억Gb로 크게 늘어날 것으로 나타났다. 같은 기간 매출액 역시 123억 달러에서 263억 달러로 약 2배 가까이 성장할 것으로 전망된다.

이에 삼성전자는 시장 수요에 부응하는 제품 개발에 열중하고 있다. 2018년 세계 최초로 8Gb LPDDR5 D램을, 2021년에는 세계 최초로 LPDDR5X D램을 개발한 바 있다.

배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획실장 부사장은 "저전력, 고성능 반도체의 수요가 증가함에 따라 LPDDR D램의 응용처가 기존 모바일에서 서버 등으로 늘어날 것"이라며 "삼성전자는 앞으로도 고객과의 긴밀한 협력을 통해 다가오는 온디바이스 AI 시대에 최적화된 솔루션을 제공하며 끊임없이 혁신해 나가겠다"고 말했다.

▲젠슨 황 엔비디아 CEO가 삼성 HBM3E에 친필 사인을 남겼다. (자료출처=한진만 삼성전자 부사장 SNS)

LPDDR D램 외에도 삼성전자는 AI향 고성능 반도체 개발에 주력하고 있다.

업계에 따르면 삼성전자는 올해 말쯤 AI 가속기 마하-1 제작을 완료하고, 내년 본격적으로 양산한다. 마하-1은 거대언어모델(LLM) 추론에 최적화된 반도체다. 메모리와 그래픽처리장치(GPU) 간 병목 현상을 8분의 1로 줄이고, 파워 효율은 8배로 늘리는 것을 목표로 개발하고 있다. 개당 가격이 엔비디아 제품의 10분의 1 가격인 500만 원 수준으로 알려져 향후 엔비디아 제품을 대체할 수 있을 것이란 전망도 나온다.

경계현 삼성전자 DS부문장 사장은 최근 자신의 SNS에 "마하-1에 대한 고객들의 관심이 증가하고 있다"며 "생각보다 더 빠르게 마하-2의 개발이 필요한 이유가 생긴 것이다. 준비를 해야겠다"고 밝혔다.

상대적으로 뒤처졌다고 평가받는 고대역폭메모리(HBM)에서도 괄목할 만한 성과를 보이고 있다. 삼성전자는 지난달 업계 최초로 12단 HBM3E(5세대 HBM) 개발에 성공하고, 현재 엔비디아의 평가 작업을 받고 있다. HBM4(6세대)도 2026년 양산을 목표로 개발 중이다.

경 사장은 “(HBM은) 전담팀을 꾸미고, 팀은 정성을 다해 품질과 생산성을 높이고 있다. 이들의 노력으로 HBM의 리더십이 우리에게로 오고 있다”고 강조하기도 했다.