세계 최초 4GB HBM2 D램 기술이 미래창조과학부 장관상을 수상할 수 있었던 이유는?

5/17일 코엑스에 국내 ICT분야를 대표하는 개발자들이 한자리에 모였습니다. 올해로 23회를 맞은 국내 최고 권위의 ‘대한민국 멀티미디어 기술대상’ 시상식이 열렸기 때문인데요. 삼성전자는 이번 시상식에서 ‘4GB HBM2(고대역폭 메모리, High Bandwidth Memory) D램 기술’로 당당히 미래창조과학부 장관상을 받으며, 2013년 3bit SSD 840 시리즈, 2014년 4Gb 8Gbps GDDR5 D램, 2015년 512GB M.2 NVMe SSD에 이어 4년 연속 장관상을 수상하는 놀라운 성과를 거뒀습니다.

■ 멀티미디어 기술대상 시상식을 빛낸 삼성전자 4GB HBM2 D램!
HPC 시장에서 핵심적인 역할 기대

미래창조과학부 장관상을 수상한 4GB HBM2 D램은 삼성전자가 세계 최초 개발한 차세대 HBM2메모리 기술로, 현재 양산중인 메모리 가운데 최고 속도인 GDDR5 그래픽 D램의 9Gbps보다 7배나 빠른 속도를 구현한 제품입니다. 그뿐 아니라 ‘초절전, 초슬림, 고신뢰성’의 요소도 두루 갖춰 초고성능 컴퓨팅 HPC(High Performance Computing) 시장에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있습니다.

대한민국 멀티미디어 기술대상에서 4GB HBM2 D램을 개발한 삼성전자 송호건 상무의 수상 소감을 들어봤습니다.

저는 오늘 4GB HBM2 D램의 탄생을 위해 노력해 온 모든 분들을 대표해서 나왔을 뿐입니다. 이렇게 훌륭한 성과를 낼 수 있었던 이유는 삼성전자 반도체의 모든 관련 부서가 한마음 한뜻으로 협심해 주어진 자리에서 최선을 다했기 때문입니다.
이 제품은 차세대 메모리 시장을 지속 주도해 나갈 한 차원 높은 초격차 기술을 성공적으로 개발하고 적기에 상용화 했다는 점에서 의미가 있습니다. 기존에 찾아볼 수 없었던 새로운 제품 기술이 등장하는 이 순간을 함께 할 수 있어 너무나 영광스럽습니다

송호건 상무 / 삼성전자 반도체연구소 연구임원

■ [Interview] 개발부터 장관상을 받기까지! 4GB HBM2 D램을 완성한 주인공들을 만나다!

입시상식이 끝난 다음날, HBM2 D램을 탄생시킨 삼성전자 반도체 사업부의 주인공들을 만나봤습니다. 기획부터 개발까지 제품 탄생의 일등공신이라 할 수 있는 연구원들을 소개합니다!

Q. 수많은 ICT 제품 중 HBM2 D램이 장관상을 수상한 요인은 무엇일까요?

HBM2 D램은 특별한 의미가 있는 제품입니다. 기존 슈퍼 컴퓨팅에서 보다 확장된 HPC(High Performance Computing)라는 개념이 있는데요. 슈퍼 컴퓨팅이 일기예보, 과학 계산 등 한정적인 분야에서 쓰였다면, HPC는 최근 주목을 받고 있는 인공지능뿐 아니라 금융상품 설계, 세일가스(shale gas) 산업 등 더욱 넒은 범위로 응용하는 것이 가능해집니다. 즉 HBM2 D램이 HPC 분야에서 요구하는 고성능의 컴퓨팅을 제공할 수 있는 핵심 역할을 수행함으로써 산업 전반에 걸쳐 큰 파급효과를 줄 것으로 예상됩니다. 또한 기술 자체의 개발 난이도가 굉장히 높은데, 지금의 반도체 시장에서 한층 업그레이드 된 기술을 실제 제품에 적용했다는 점에서 의미가 있다고 할 수 있습니다.

Q. 삼성전자 4GB HBM2 D램이 기존 제품에 비해 얼마나 뛰어난가요?

기존에도 고성능의 메모리 제품은 많이 있었지만, HBM2 D램은 현재 양산중인 D램 중 가장 빠른 4Gb GDDR5(9Gbps)보다 7배 빠른 데이터 처리 속도, 2배 이상 향상된 절전 효과를 보이면서도 면적은 1/3로 줄였습니다.
한 예로 우리 제품을 활용한 고객사가 개발한 차세대 시스템에서 기존보다 12배의 성능 향상을 이루기도 했는데요. 이를 보다 쉽게 설명하자면, HBM2 D램을 통해 12달 걸리던 일을 1달 만에 완료할 수 있는 환경을 제공하게 되었다는 이야기입니다.

Q. HBM2 D램에 적용된 TSV 기술에 대한 설명을 부탁드립니다.

TSV(Through Silicon Via) 기술은 칩에 미세한 구멍을 뚫어 상단 칩과 하단 칩을 전극으로 연결하는 패키징 기술입니다. HBM2에도 이러한 TSV 기술을 적용해 D램 칩에 5천 개 이상의 구멍을 뚫고 상하를 연결했습니다. 이로 인해 금선을 이용한 기존 D램 패키지와 비교해 데이터 처리 속도를 눈에 띄게 향상시킬 수 있었습니다.

Q. 개발과정에서 특별히 생각나는 에피소드가 있다면 말씀해주세요.

HBM2 D램은 기존에 존재하지 않던 제품을 만드는 작업이기 때문에 기존의 틀을 깨고 처음부터 다시 시작한다는 마음으로 설계에 임해야 했습니다. 이 제품은 패키지와 웨이퍼의 구분이 모호한 특징이 있습니다. 웨이퍼라고 하기도 어렵고, 그렇다고 패키지로 정의하기도 힘든 부분이 있기 때문에 모든 상황을 새롭게 셋업해야만 했습니다.

새로운 도전을 하면서 많은 시행착오를 거쳤습니다. HBM2 D램을 완성하기 위해 웨이퍼 공정 역시 새로운 기술이 필요했기 때문입니다.
가장 어려웠던 부분은 기존 선례가 없어 참고할만한 내용이 적었다는 것입니다. 이런 부분을 해결하기 위해 DS부문내 사업부의 관련 부서 엔지니어가 함께 머리를 맞대고 고민했던 것이 오늘 HBM2 D램이 탄생할 수 있었던 원동력인 것 같습니다.

HBM2 D램 개발을 하면서 테스트하기 위한 참고자료가 없어서 많이 힘들었습니다. 기존 제품은 과거에 진행했던 테스트 프로세스가 있어 풍부한 경험을 바탕으로 개발을 진행할 수 있었지만 이번 제품은 아무도 도전하지 않았던 미지의 분야라 항상 도전하는 마음으로 업무에 매진했습니다.
오늘 인터뷰 자리에는 오지 못했지만 HBM2 D램의 성공을 위해 애써주신 DS부문내 관련된 분들모두 너무 고생 많으셨습니다.

작지만 거대한 미세 기술의 차이가 성능의 차이로 이어지는 메모리 반도체 시장! 지금 이 시간에도 더욱 뛰어난 제품을 개발하기 위한 삼성전자 반도체 사업부 임직원들의 노력이 계속되고 있는데요. 국내를 넘어 글로벌 메모리 시장을 선도하고 있는 삼성전자 반도체의 활약을 앞으로도 쭉 기대해주세요.