삼성전자는 2027년 HBM4와 HBM4E 생산능력을 대폭 확대할 예정이며, 관련 생산량은 최소 2배 이상 늘어날 것으로 예상된다.

요약:

인공지능 데이터센터에서 고대역폭 메모리 수요가 지속적으로 증가함에 따라 삼성전자가 차세대 HBM 생산능력 확대에 속도를 내고 있다. 최신 뉴스에 따르면 삼성은 6세대 고대역폭 메모리 HBM4와 후속 HBM4E를 포함하여 2027년에 HBM4 시리즈 제품의 생산량을 두 배 이상 늘릴 계획입니다.

반도체업계에 따르면 삼성전자는 내년 유리기판 외주 세정 물량을 월 5만장 정도로 늘릴 계획인데, 올해 월평균 처리량은 2만장 정도, 2025년에는 1만장 정도에 불과하다. 즉, 삼성은 이 생산능력 수요를 2년 만에 원래 수준의 5배로 늘린 셈이다.

유리 캐리어는 HBM 생산 중에 사용되는 임시 지지 재료입니다. DRAM 웨이퍼는 박형화(Thinning), 드릴링(Drilling) 등의 공정을 거치게 되면 웨이퍼가 점점 얇아지면서 휘어지거나 부러지기 쉽습니다. 따라서 지지를 위해 웨이퍼 뒷면에 유리 캐리어를 임시로 부착해야 합니다. HBM이 8, 12레이어에서 상위 레이어로 발전함에 따라 단일 DRAM 다이는 더욱 얇아져야 하며, 웨이퍼 와피지 제어 및 관련 지원 프로세스의 중요성도 높아졌습니다.

삼성은 현재 12단 이상의 고적층 구조를 주로 사용하는 HBM4, HBM4E의 생산을 확대하고 있어 글래스 캐리어의 활용은 관련 제품의 생산 규모를 어느 정도 반영할 수 있다. 유리 캐리어 플레이트는 세척 후 재사용이 가능하고 다양한 생산 공정과 수율도 실제 소비에 영향을 미치겠지만 업계 관계자는 월 20,000개에서 50,000개로 증가한 것은 여전히 ​​HBM4 시리즈의 생산량을 최소한 두 배로 늘리려는 삼성의 확장 추세를 반영할 수 있다고 믿습니다.

삼성은 삼성 파운드리 부서의 6세대 10나노 1c DRAM 공정과 4나노 로직 베이스 칩을 사용해 올해 2월부터 양산을 ​​시작해 고객들에게 HBM4를 출하했다. 삼성이 공식 발표한 HBM4 제품은 11.7Gbps의 안정적인 전송 속도, 최대 속도는 13Gbps, 단일 스택의 최대 대역폭은 3.3TB/s에 이른다. 삼성은 또한 12단 적층 버전도 제공하고 있으며, 16단 적층 기술을 사용해 용량을 더욱 확대할 계획이다.

HBM4E의 경우 삼성전자는 올해 5월부터 엔비디아를 비롯한 주요 고객사에 12단 샘플을 제공하기 시작했다. 삼성의 공식 데이터에 따르면 12레이어 HBM4E는 48GB의 용량, 14Gbps의 안정적인 핀 속도, 16Gbps까지 추가로 증가할 수 있으며 단일 스택 대역폭은 최대 3.6TB/s인 것으로 나타났습니다. 이전 세대 제품과 비교해 HBM4E의 에너지 효율은 약 16%, 내열 성능은 14% 이상 향상됐다.

삼성은 이전에 HBM4E가 HBM4와 동일한 1c DRAM 코어 프로세스와 4nm 로직 기판 기술을 사용하여 HBM4에서 HBM4E로 제품을 업그레이드하는 시간을 최소화할 것이라고 밝혔습니다. 회사는 고객사의 제품 일정에 맞춰 HBM4E의 양산을 준비할 계획이다.

전체 생산능력 관점에서 업계에서는 2027년 삼성의 월간 HBM 웨이퍼 투자가 2026년 약 18만장에서 약 25만장으로 약 40% 증가할 것으로 예상하고 있다. 그러나 전체 생산능력의 증가에 비해 제품구조의 변화는 더욱 뚜렷할 수 있다.

HBM4 시리즈는 삼성 전체 HBM 출하량의 2026년 약 40%에서 약 80%를 차지할 것으로 예상된다. 이는 삼성의 향후 HBM 생산 확대가 단순히 제품 수를 늘리는 것이 아니라 HBM4, HBM4E 등 차세대 하이엔드 제품 쪽으로 기울고 있음을 의미한다.

이러한 조정은 현재 AI 인프라 시장에서 HBM에 대한 강력한 수요와 밀접한 관련이 있습니다. NVIDIA와 같은 회사가 차세대 AI 가속기를 출시함에 따라 GPU 및 AI 전용 칩에는 점점 더 큰 메모리 대역폭과 용량이 필요하며 HBM은 고성능 AI 컴퓨팅 시스템의 핵심 구성 요소가 되었습니다. HBM의 생산에는 DRAM 제조, 웨이퍼 박형화, TSV, 고급 패키징 등 여러 링크가 필요하기 때문에 일반적으로 용량 확장 속도는 AI 서버 수요 증가를 빠르게 따라잡기가 어렵습니다.

삼성은 앞서 2026년 HBM 생산 능력이 기본적으로 고객 주문에 의해 예약됐으며, 연간 HBM 판매량이 2025년 대비 3배 이상 증가할 것으로 예상하고 있다고 밝혔습니다. 동시에 삼성은 생산을 계속 확대하더라도 현재 주요 고객의 HBM 수요가 여전히 회사가 제공할 수 있는 공급을 초과한다고 밝혔기 때문에 일부 고객은 2027년 및 장기 공급에 대해 삼성과 사전에 논의하기 시작했습니다.

이것은 삼성이 HBM3E, HBM4, HBM4E의 생산 능력을 동시에 확장하는 이유 중 하나이기도 합니다. 기업은 현재 AI 가속기 요구 사항을 충족하면서 차세대 제품 주문을 준비해야 합니다. 삼성전자는 앞서 1c D램 생산능력을 지속적으로 확대하고 HBM4와 HBM4E에 조기 투자하겠다고 밝힌 바 있다.

기술적인 관점에서 HBM4와 HBM4E의 핵심 변경 사항 중 하나는 더 많은 스택 레이어와 더 큰 데이터 I/O 규모입니다. HBM4는 HBM3E에서 데이터 I/O를 1024에서 2048로 늘려 대역폭을 크게 늘릴 수 있지만 전력 소비와 열 방출 압력도 증가시킵니다. 삼성전자는 저전압 TSV 기술과 배전망 최적화를 통해 전력 소모를 줄이고, 패키지 내부의 열 관리를 개선합니다.

HBM 스택 레이어 수가 계속 증가함에 따라 생산 공정 중 웨이퍼 박화, 변형 제어 및 패키징 정확도에 대한 요구 사항도 점점 더 높아지고 있습니다. 이에 삼성전자는 유리기판 세정량을 대폭 늘렸다. 이는 업계에서도 HBM 고차원층 생산을 위한 인프라 확충을 선제적으로 확대한 것으로 평가된다.

그러나 생산능력 확대가 이들 제품이 모두 실제 출하로 전환되는 것은 아니다. 특히, HBM4E의 향후 양산 규모 역시 주요 고객들의 제품 인증, 테스트, 실제 요구에 달려 있다. 삼성의 경우, 구축할 수 있는 용량과 궁극적으로 고객에게 제공할 수 있는 제품의 양 사이에는 여전히 격차가 있습니다.

현재 삼성전자는 HBM4 분야 양산 단계에 진입해 주요 고객사에 HBM4E 샘플을 제공하기 시작했다. 2027년에도 AI 서버·가속기 시장이 계속 확대되면서 삼성전자는 HBM4, HBM4E 등 고부가가치 제품에 생산자원을 더욱 집중할 것으로 예상된다. 현재 업계 예측에 따르면 삼성의 HBM4 시리즈 생산량은 2027년에 최소 두 배 이상 증가할 것이며, 전체 HBM 제품 포트폴리오에서 차지하는 비중도 약 40%에서 약 80%로 크게 증가할 수 있습니다. 이는 삼성이 HBM 사업 초점을 차세대 고대역폭 메모리로 전환하는 것을 가속화하고 있음을 의미합니다.