[뉴스] 진짜 병목은 POWER…삼성, HBM4E 전력망 대수술

최첨단 메모리 기술인 HBM4E가 세상을 바꾸고 있다는 소식은 많은 이들의 관심을 받고 있습니다. 하지만 이 혁신 뒤에는 알려지지 않은 치열한 전력 경쟁이 숨어 있습니다. 바로 ‘진짜 병목은 POWER’라는 말이 나올 만큼, 전력망 설계와 전류 충족 문제가 하드웨어의 최전선에서 엄청난 도전 과제로 떠오르고 있습니다.

최근 삼성전자는 HBM4E의 전력망 설계 혁신을 통해 이 문제를 해결하려고 노력하고 있습니다. 기존 제품에 비해 전력 배선이 촘촘해지고, 배선 복잡도가 높아지면서 IR 드롭(전압 강하)이 심화되는 문제에 직면했기 때문입니다. IR 드롭은 칩 내부 전압이 낮아지는 현상으로, 결국 성능 저하와 과열, 심할 경우 회로 끊김까지 유발할 수 있어 치명적입니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 삼성은 전력망 세분화(파티셔닝)와 조직 개편을 단행했습니다. 특히 전력 공급을 담당하는 메인 전력망을 여러 개로 분할하여 배선 거리와 병목 현상을 최소화하는 동시에, 배선의 면적과 두께를 정밀하게 조절하는 기술을 도입했습니다. 이를 통해 IR 드롭이 무려 41%나 개선되었으며, 전류 공급 안정성을 확보하는데 큰 진전이 이루어졌습니다.

하지만 이 과정은 만만치 않은 도전이었습니다. 복잡한 배선 망을 자동화 설계툴과 협력해 2.5주 만에 재구성하는 성과를 이루었지만, 업계에서는 여전히 ‘최적의 전력망 설계’라는 숙제가 남아 있습니다. 삼성은 앞으로도 전력망 효율성을 높이기 위해 설계 검증 자동화와 인공지능 기반 개선 기술에 더욱 집중할 계획입니다.

이와 함께, 삼성은 HBM과 GPU 간의 연결 방식도 혁신적으로 바꾸려 하고 있습니다. 광통신 기술인 포토닉스를 도입해 물리적 거리를 늘림으로써, 발열 문제와 전력 소비를 동시에 해결하려는 시도입니다. 이는 칩 내부의 물리적 병목 현상과 전력 문제를 넘어, 광학 기술로 인터페이스를 혁신하는 미래지향적 전략입니다.

결국, 최첨단 HBM4E 메모리 기술이 단순히 더 빠른 속도를 넘어, ‘진짜 병목’인 전력 문제를 얼마나 효과적으로 해결하느냐가 그 성공의 열쇠가 될 것입니다. 과연 삼성전자는 이 치열한 전력 경쟁의 전선에서 어떤 승리를 거둘지 귀추가 주목됩니다.

이 모든 변화는 결국, 인공지능과 데이터 중심 세상에서 더욱 빠르고 안정적인 첨단 반도체를 만들어내기 위한 필연적인 도전임을 잊지 마세요.

새로운 전력망 설계와 미래의 기술 혁신: 진짜 병목은 POWER…삼성, HBM4E 전력망 대수술

반도체 업계의 가장 큰 화두 중 하나는 바로 ‘전력’입니다. 특히 삼성전자가 주목하는 HBM4E의 차세대 설계에서는 이 전력 문제를 해결하기 위한 대대적인 변화가 일어나고 있습니다. 복잡한 전력망의 병목 현상을 해소하고 더 빠른 속도와 높은 신뢰성을 확보하기 위해, 삼성전자는 조직개편과 첨단 자동화 설계 툴을 활용한 혁신적 전략을 도입하고 있는데요. 오늘은 이들이 펼쳐내는 기술 혁신의 핵심 이슈를 살펴보겠습니다.

전력망의 병목 현상을 제거하는 삼성전자의 조직개편과 자동화 기술

HBM4E는 기존 세대보다 전력 공급망이 훨씬 촘촘하게 설계되어 있습니다. 그만큼 내외부 배선이 복잡해지고, 전류 흐름에 따른 IR 드롭(전압 강하) 문제와 열 발생이 심화돼 있어, 전력 공급의 병목현상은 앞으로도 해결해야 할 최대 난제로 남아있죠. 이에 삼성전자는 전력망을 내부의 여러 그물망(mesh) 형태로 세분화하는 조직개편을 추진했으며, 이를 통해 전력 분산을 최적화하고 IR 드롭을 약 41% 개선하는데 성공했습니다.

이와 함께, 전력 배선 자동화 설계툴의 도입은 개발 기간을 획기적으로 단축하는 역할을 했습니다. 기존 12주 걸리던 배선 배치 시간을 2.5주로 줄이면서, 복잡한 전력망 설계도 빠르고 정교하게 진행할 수 있게 된 것이죠. 이 모든 노력은 결국, 전력망의 효율성을 극대화하고 병목 현상으로 인한 성능 저하를 막는 데 집중되어 있습니다.

포토닉스로 연결하는 미래: HBM과 GPU의 광학 통신 혁신

전력 망의 한계를 뛰어넘기 위해, 삼성전자는 또 다른 혁신 아이디어를 제시했습니다. 바로 GPU와 HBM 사이를 포토닉스(광학 통신)로 연결하는 전략입니다. 포토닉스는 빛을 이용한 데이터 전송 기술로, 기존 구리 회로보다 수백 배 빠른 속도를 구현할 수 있으며, 장거리 전송에서도 데이터 손실이 거의 없습니다.

이 방법을 활용하면, 물리적인 거리로 인한 신호 지연과 발열 문제를 크게 해결할 수 있습니다. 예를 들어, HBM과 GPU를 5cm 이상 떨어뜨린 상태에서도 높은 데이터 속도를 유지하며 열 발생 역시 최소화할 수 있죠. 만약 이 기술이 실현된다면, AI 반도체가 겪는 발열 문제를 근본적으로 해결하는 것은 물론, 에너지 효율과 성능 향상이라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있을 것으로 기대됩니다.

결론: 전력 혁신이 주도하는 미래 반도체 기술의 새 패러다임

삼성전자가 HBM4E 전력망 설계에서 보여준 변화는 단순한 기술적 개량을 넘어, 업계 전체의 방향성을 제시하는 중요한 신호입니다. 진짜 병목은 ‘POWER’라는 것을 다시 한번 실감하게 하는 이번 전략은, 앞으로 반도체 설계와 제조에 큰 변화를 가져올 것입니다.

전력 문제를 해결하는 것 없이는, 빠른 속도와 높은 대역폭, 그리고 신뢰성 높은 반도체 개발도 불가능합니다. 삼성전자는 조직개편, 자동화 설계 툴, 그리고 광학 통신 기술까지 아우르며 모든 병목을 하나하나 제거하는 데 집중하고 있는데요. 이번 혁신이 과연 얼마나 더 발전해서, AI와 첨단 반도체 산업의 새로운 패러다임을 열게 될지 아직은 기대가 큽니다.

이제, 미래 반도체 기술의 핵심은 전력 공급망의 효율성에 달려있다는 사실을 기억하세요. 진짜 병목은 ‘POWER’라는 말이 무색하지 않을 만큼, 이번 삼성전자의 대수술이 업계 표준을 새롭게 만들어갈 것입니다.

Reference

한국경제: https://www.hankyung.com/article/202602281130i