메모리와 시스템반도체, 파운드리에 이르기까지 모두 갖추고 있는 종합반도체 기업 삼성전자가 엔비디아와 업계 최고수준의 '반도체 인공지능(AI) 팩토리'를 구축한다.
삼성전자는 엔비디아와의 전략적 협력을 통해 반도체 제조의 새로운 패러다임을 제시할 '반도체 AI 팩토리'를 구축한다고 31일 밝혔다. 엔비디아의 AI 기술을 활용해 반도체 제조의 새로운 패러다임을 제시하겠다는 계획이다. 이를 위해 삼성전자는 앞으로 수년간 5만개 이상의 엔비디아 그래픽처리장치(GPU)를 도입해 AI 팩토리 인프라를 확충하고, 엔비디아의 시뮬레이션 라이브러리 '옴니버스'(Omniverse) 기반의 디지털트윈 제조환경을 구현할 예정이다.
AI 팩토리는 반도체 제조과정에서 생성되는 모든 데이터를 실시간 수집해서 스스로 학습하고 판단하는 지능형 제조혁신 플랫폼이다. AI 팩토리는 △설계 △공정 △운영 △장비 △품질관리 등 반도체 설계와 생산을 아우르는 모든 과정에 AI를 적용해 스스로 분석∙예측∙제어하는 '생각하는' 제조시스템이 구현된 스마트 공장을 말한다.
삼성전자는 AI 팩토리를 구축해 차세대 반도체 개발∙양산 주기를 단축하고, 제조 효율성과 품질 경쟁력도 혁신적으로 강화하겠다는 계획이다. 아울러 삼성전자는 엔비디아에게 △HBM3E △HBM4 △GDDR7 △SOCAMM2 등 차세대 메모리와 파운드리 서비스도 공급해 글로벌 AI생태계에서 삼성전자와 엔비디아의 위상을 더욱 공고히 할 방침이다.
삼성전자는 이미 공급중인 메모리 제품뿐만 아니라 성능과 에너지 효율을 대폭 향상시킨 HBM4 공급을 엔비디아와 긴밀하게 협의중이다. 삼성전자 HBM4의 경우, 1c(10나노급 6세대) D램 기반에 4나노 로직 공정을 적용하고 설계를 최적화해 JEDEC 표준(8Gbps) 및 고객 요구를 상회하는 11Gbps 이상의 성능을 구현했다. 삼성전자 HBM4는 초고대역폭과 저전력 특성을 바탕으로 AI 모델 학습과 추론 속도를 높여 엔비디아의 AI 플랫폼 성능 향상에 핵심적으로 기여할 것으로 전망된다.
현재 삼성전자는 글로벌 전 고객사에게 HBM3E를 공급하고 있으며, HBM4도 샘플을 요청한 모든 고객사에 샘플 출하를 완료한 뒤 고객사 일정에 맞춰 양산 출하를 준비하고 있다. 삼성전자는 급격하게 증가하고 있는 고객사 HBM4 수요에 차질없이 대응하기 위해 선제적으로 설비 투자를 진행할 예정이다. 삼성전자는 HBM 외에도 업계 최초로 개발한 고성능 그래픽 D램(GDDR7)과 차세대 저전력 메모리 모듈 SOCAMM2 공급도 협의중이며, 파운드리 분야에서도 협력을 강화할 계획이다.
삼성전자는 이미 일부 공정에서 엔비디아의 플랫폼을 활용해 반도체 AI 팩토리의 기반을 다져왔다. 이번 전략적 협력을 통해 양사는 축적된 협업의 노하우를 활용, 혁신을 가속화한다는 계획이다. 삼성전자는 엔비디아의 AI 컴퓨팅 기술인 △쿠리소(cuLitho) △쿠다-X(CUDA-X)를 도입해, 미세 공정에서 발생할 수 있는 회로 왜곡을 AI가 실시간으로 예측∙보정함으로써 공정 시뮬레이션 속도를 기존보다 20배 향상시키고 설계 정확도와 개발 속도를 동시에 향상시켰다. 또 생산 설비의 실시간 분석∙이상 감지∙자동 보정이 가능한 통합제어 체계를 구축했으며, 옴니버스 기반의 'Digital Twin(디지털트윈)'을 통해 가상공간에서 설비이상 감지, 고장 예측, 생산일정 최적화 등도 구현중이다.
앞으로 삼성전자는 AI 팩토리 인프라 구축과 관련 노하우를 한국뿐 아니라 미국 테일러 등 해외 주요 생산거점까지 확장해, 글로벌 반도체 공급망 전체의 지능화와 효율화를 완성할 계획이다. 삼성전자의 AI 팩토리 구축은 단순한제조 혁신을 넘어, 국가 반도체 생태계의 질적 성장을 견인하고 국가 제조 산업이AI 중심으로 전환되는데 촉매 역할을 할 것으로 기대된다.
삼성전자는 AI 팩토리 구축을 위해 국내 팹리스, 장비, 소재기업들과 전방위적으로 협력을 확대해 나갈 계획이다. 또 향후 AI 팩토리가 협력 중소 기업들의 AI 역량 강화를 견인할 수 있는 플랫폼이 될 수 있도록 발전시킬 예정이다.
삼성전자는 중소기업의 제조 경쟁력 향상을 지원하기 위해 AIㆍ데이터 기술을 활용해 기존 공장을 지능형 스마트 공장으로 고도화하는 '스마트공장3.0' 사업도 이미 전개하고 있다.
삼성전자는 AI 모델과 휴머노이드 로봇 기술을 고도화하고 관련 기술을 AI 팩토리를 포함한 다양한 분야로 확대해, 생성형 AI·로보틱스·디지털 트윈 등을 아우르는 차세대 AI 생태계를 구축해 나갈 계획이다.
삼성전자는 엔비디아 그래픽카드에 D램을 공급한 것을 시작으로 파운드리 분야까지 파트너십을 지속적으로 강화해 왔다. 이번 프로젝트는 25년 이상 이어온 양사의 기술 협력이 맺은 결실로, 업계 최고 수준의 반도체 AI 팩토리 구현이라는 상징적 의미를 담고 있다.
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