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▲ 삼성전자 3세대 16GB HBM2E D램 ‘플래시볼트’ 삼성전자 가 차세대 슈퍼컴퓨터(HPC)와 인공지능(AI) 기반 초고속 데이터 분석에 활용될 수 있는 초고속 D램, ‘플래시볼트(Flashbolt)’를 출시했다. ‘플래시볼트’는 16기가바이트(GB) 용량의 3세대 HBM2E(고대역폭 메모리, High Bandwidth Memory 2 Extended) D램으로 기존 2세대 대비 속도와 용량이 각각 1.3배, 2.0배 향상됐다. * HBM : 고대역폭 메모리로, TSV 기술을 적용해 기존의 금선을 이용한 일반 D램 패키지에 비해 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 제품 삼성전자는 2세대 8GB HBM2 D램 ‘아쿠아볼트(Aquabolt)’를 세계 최초로 개발해 업계에서 유일하게 양산한 지 2년만에 3세대 HBM2E D램 ‘플래시볼트’를 출시하며 차세대 프리미엄 메모리 시장 선점에 나섰다. ‘플래시볼트’는 1개의 버퍼 칩 위에 16기가비트(Gb) D램 칩(10나노급) 8개를 쌓아 16GB 용량을 구현해 차세대 고객 시스템에서 최고용량, 최고속도, 초절전 등 최적의 솔루션을 제공한다. * 8Gb = 1GB, 16Gb = 2GB * 3세대 HBM2E: 16GB (16Gb D램 x 8개) / 2세대 HBM2: 8GB (8Gb D램 x 8개) 삼성전자는 16Gb D램 칩에 5,600개 이상의 미세한 구멍을 뚫고 총 4만개 이상의 TSV 접합볼로 8개 칩을 수직 연결한 ‘초고집적 TSV 설계 기술’을 이 제품에 적용했다. 특히 이 제품은 ‘신호전송 최적화 회로 설계’를 활용해 총 1,024개의 데이터 전달 통로에서 초당 3.2기가비트의 속도로 410기가바이트의 데이터를 처리한다. 풀HD(5기가바이트) 영화 82편을 1초에 전달할 수 있는 수준이다. * 2세대 HBM2 = 초당 2.4Gb 속도로 307GB 전송 가능, 영화 61편 수준 삼성전자는 2020년 이 제품을 양산해 기존 인공지능 기반 초고속 데이터 분석과 고성능

▲ ‘3D-TSV’와 ‘와이어 본딩’ 비교 및 ‘3D-TSV’ 기술 적용시 8단과 12단 구조 비교 삼성전자 가 업계 최초로 ’12단 3D-TSV(3차원 실리콘 관통전극, 3D Through Silicon Via)’ 기술을 개발하고 패키징 기술에서도 초격차를 이어간다. ’12단 3D-TSV’는 기존 금선(와이어)을 이용해 칩을 연결하는 대신 반도체 칩 상단과 하단에 머리카락 굵기의 20분의 1수준인 수 마이크로미터 직경의 전자 이동 통로(TSV) 6만개를 만들어 오차 없이 연결하는 첨단 패키징 기술이다. 이 기술은 종이(100㎛)의 절반 이하 두께로 가공한 D램 칩 12개를 적층해 수직으로 연결하는 고도의 정밀성이 필요해 반도체 패키징 기술 중 가장 난이도가 높은 기술이다. ‘3D-TSV’는 기존 와이어 본딩(Wire Bonding) 기술보다 칩들 간 신호를 주고받는 시간이 짧아져 속도와 소비전력을 획기적으로 개선할 수 있는 점이 특징이다. 삼성전자는 기존 8단 적층 HBM2 제품과 동일한 패키지 두께(720㎛, 업계 표준)를 유지하면서도 12개의 D램 칩을 적층해 고객들은 별도의 시스템 디자인 변경 없이 보다 높은 성능의 차세대 고용량 제품을 출시할 수 있게 됐다. 또한 고대역폭 메모리에 ’12단 3D-TSV’ 기술을 적용해 기존 8단에서 12단으로 높임으로써 용량을 1.5배 증가시킬 수 있다. 이 기술에 최신 16Gb D램 칩을 적용하면 업계 최대 용량인 24GB HBM(고대역폭 메모리, High Bandwidth Memory) 제품도 구현할 수 있다. 이는 현재 주력으로 양산 중인 8단 8GB 제품보다 3배 늘어난 용량이다. ※ 8GB 양산 제품 : 8Gb x 8단 / 24GB 개발 제품 : 16Gb x 12단 삼성전자 DS부문 TSP총괄 백홍주 부사장은 “인공지능, 자율주행, HPC(High-Performance Computing) 등 다양한 응용처에서 고성능을 구현할 수 있는 최첨단 패키징 기술이 날로 중요해지고 있다