[CBC뉴스] AI 시대의 메모리 반도체 시장에서 삼성전자와 SK하이닉스가 차세대 기술 개발 경쟁을 본격화하고 있다. 두 회사는 HBM(고대역폭메모리) 이후를 겨냥한 3차원(3D) 아키텍처, 저전력 메모리, 고성능 스토리지 등 다양한 신기술을 선보이며 AI 인프라의 핵심인 데이터 처리 속도와 효율성, 저장 능력 강화에 집중하고 있다.

삼성전자는 최근 국내외 반도체 전시회에서 'zHBM'과 'z낸드-O(zNAND-O)' 등 차세대 메모리 구상을 공개했다. zHBM은 AI 가속기 위에 HBM을 직접 적층하는 방식으로, 데이터 이동 거리를 크게 줄여 병목 현상을 완화하고 전력 효율을 높인 것이 특징이다. 이 구조를 적용하면 HBM5(8세대) 대비 GPU당 성능이 최대 8배, 전력 대비 성능은 3배까지 향상된다고 삼성전자는 설명했다. z낸드-O는 온디바이스 AI 환경에 최적화된 고성능 낸드플래시 솔루션으로, 기존 V낸드 적층 기술에 실리콘관통전극(TSV)을 적용해 D램의 용량 한계와 낸드의 대역폭 문제를 동시에 해결하며 대용량 데이터 처리 효율을 높인다.

SK하이닉스는 3D 적층 D램을 차세대 메모리 솔루션으로 내세우고 있다. 이 방식은 GPU나 NPU(신경망처리장치) 위에 D램을 쌓아 데이터의 이동 거리를 최소화하고, 대규모 AI 모델 추론 과정에서 필요한 데이터를 연산기에 더 가깝게 공급해 성능과 전력 효율을 동시에 높인다. 또한 HBM과 낸드플래시의 장점을 결합한 고대역폭 낸드플래시(HBF) 개발도 추진 중이다. HBF는 HBM과 D램 사이에 위치하는 새로운 메모리 계층으로, 같은 세대 HBM의 절반 수준 대역폭과 약 10배의 용량을 목표로 한다.

저전력 메모리 분야에서도 두 회사의 경쟁이 이어지고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스는 올해 상반기 LPDDR 기반 서버용 저전력 메모리 모듈 SOCAMM(소캠)2 양산을 시작했다. 아울러 삼성전자는 16GB LPDDR6을 업계 최초로 퀄컴 '스냅드래곤 8 엘리트 익스트림 6세대' 플랫폼에서 검증을 마쳤다.

이와 함께, AI 가속기와 메모리 간 연결을 강화하는 '컴퓨트 익스프레스 링크'(CXL) 기술과 CMM 기반 메모리 모듈 개발도 양사 모두 집중하고 있다. CXL은 AI 서버의 메모리 용량 확장에 기여해, 메모리 부족 문제를 해소할 수 있는 기술로 꼽힌다.

메모리 업계에서는 AI 모델의 대형화와 AI 에이전트 서비스 확산에 따라, 단순히 HBM의 성능만으로는 한계가 있다는 인식이 확산되고 있다. 이에 따라 메모리와 연산장치 결합 구조 변화, 데이터 관리 효율성 강화, 전력 절감 등 다양한 기술적 진화가 요구되고 있다. 업계 관계자는 AI 메모리 경쟁이 개별 제품 성능 향상에서 서버 전체 구조 및 운영 효율 개선으로 옮겨가고 있다며, 삼성전자와 SK하이닉스가 차세대 메모리 기술을 얼마나 빠르게 상용화하고 비용 절감 효과를 내는지가 향후 경쟁력의 핵심이 될 것이라고 밝혔다.

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▮ CBC뉴스ㅣCBCNEWS 하영수 기자