[단독] 삼성전자, HBM5 비밀병기 'B1b' 칩 개발 착수

D1c로 HBM4 개발 경쟁 역전한 삼성, 이번엔 HBM5向 'B1b'

'밑그림' 거쳐 개발 단계 시작…'하이브리드 본딩' 새 국면 돌입

삼성전자 반도체 클린룸 모습 [사진=삼성전자]

삼성전자가 8세대 고대역폭메모리 HBM5에 탑재할 'B1b' 메모리 칩 개발에 나선다. HBM4(6세대)용 'D1c(1c D램)' 개발로 기선을 잡은 데 이어 새 비밀 병기를 앞세워 차세대 HBM 주도권을 이어간다는 전략이다.

8일 업계에 따르면 삼성전자는 조만간 HBM5용 코어 다이 B1b 개발에 본격적으로 뛰어든다. 10나노급 5세대 D램인 'D1b'를 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding) 기술로 재탄생시키는 칩이다.

삼성전자는 내부 구상을 마치고 이달 초중순 본격 개발에 착수한다. 양산 단계 연구개발(R&D)은 내년에 시작될 것으로 알려졌다.

HBM5용으로 개발이 진행될 B1b는 D1b 칩을 기반으로 하이브리드 본딩 기술이 적용된다. 현행 D램은 집적도를 높이기 위해 하부인 트랜지스터(스위치)에 상부인 커패시터(전하 저장)를 쌓는 '스택(Stack)' 구조를 갖추고 있다.

B1b는 쌓는 대신 하부에 위치한 '셀(Cell)'과 주변 '회로(Peri)'를 각각 제작해 붙이는(본딩) 방식이다. 기존 하부 영역 설계를 일부 조정한 뒤 고열 처리된 상부·하부 영역을 붙이면 성능을 더 끌어올릴 수 있다는 판단이다. 

삼성전자는 이미 400단 이상 적층된 10세대(V10) 낸드 플래시 메모리 제작 기술을 확보하고 있는데 이를 D램에도 적용하는 것이다.

최신 칩인 D1c가 아닌 D1b 칩 기반으로 본딩에 나서는 이유는 원가 경쟁력이 높기 때문이다. 상대적으로 저렴한 D1b로 B1b를 만들면 D1c보다 성능이 더 우수한 칩이 된다.

D램 기술은 미세화 공정에 따라 1x(1세대), 1y(2세대), 1z(3세대), 1a(4세대), 1b(5세대), 1c(6세대)로 나뉘는데 삼성전자는 D1c를 HBM4와 HBM4E에 적용하고 B1b를 만들어 HBM5에 적용한다는 방침인 것으로 전해진다.

D램 미세 공정은 HBM 경쟁력과 직결된다. 삼성전자는 지난해 중신 D1c 공정 확보 이후 부진하던 HBM4 프로젝트에 속도를 내 결국 목표 시점 내 양산 준비를 마쳤다. 지난달 세계 최초로 초당 최대 13Gbps의 데이터 전송 속도를 구현한 HBM4 양산 출하를 확정한 것도 이 때문이다. 향후 B1b 칩이 개발 완료되면 HBM5에서도 세계 최고의 기술 주도권을 이어갈 가능성이 큰 셈이다.

삼성전자의 B1b 미세공정 개발 착수는 HBM4를 넘어 HBM4E, HBM5로 계속 고도화할 차세대 메모리 산업 차원에서 업계 관심사가 높을 것으로 관측된다.

한편 송재혁 삼성전자 최고기술책임자(CTO·사장)는 최근 세미콘코리아 2026에 참석해 "차세대 HBM4E, HBM5에서도 업계 1위가 될 수 있도록 기술을 준비하고 있다"고 말한 바 있다.