삼성, HBM4 앞세워 엔비디아와 '업계 최대' AI팩토리 구축…반도체 동맹 강화

AI 기반 제조 혁신 통해 반도체 제조 새 패러다임 제시

엔비디아에 차세대 메모리, 파운드리 서비스 공급

삼성, 엔비디아 GPU 5만개 이상 도입, 인프라 확충

젠슨 황 엔비디아 최고경영자와 이재용 삼성전자 회장이 30일 서울 코엑스에서 열린 엔비디아의 그래픽카드(GPU) '지포스' 출시 25주년 행사에 참석해 있다.ⓒ연합뉴스

삼성전자가 6세대 고대역폭메모리(HBM4) 등 차세대 메모리 기술력을 앞세워 인공지능(AI) 시대의 반도체 주도권 강화에 나선다. HBM4 공급을 앞둔 엔비디아와 반도체 제조의 새로운 패러다임을 제시할 '반도체 AI 팩토리'를 구축하기 위한 협력 체계를 완성했다.

삼성전자는 31일 "엔비디아와의 전략적 협력을 통해 업계 최고 수준의 반도체 AI 팩토리를 마련하고, 반도체를 비롯한 글로벌 제조 산업의 패러다임 전환을 주도해 나가겠다"고 밝혔다.

회사는 메모리, 시스템반도체, 파운드리를 아우르는 제조 인프라와 엔비디아의 그래픽저장장치(GPU) 기반 AI 기술을 결합해 제조 혁신을 본격화한다는 구상이다.

이를 위해 삼성은 향후 수년간 5만 개 이상의 엔비디아 GPU를 도입해 AI 팩토리 인프라를 확충하고, 엔비디아의 시뮬레이션 라이브러리 '옴니버스(Omniverse)' 기반의 디지털 트윈 제조 환경을 가속화할 계획이다.

삼성전자가 추진하는 AI 팩토리는 반도체 제조 과정에서 생성되는 모든 데이터를 실시간으로 수집해 스스로 학습하고 판단하는 지능형 제조 혁신 플랫폼이다. 이 팩토리는 반도체 설계와 생산 전 과정을 아우르며, AI가 자체적으로 분석·예측·제어하는 '생각하는 제조 시스템'을 구현한다.

삼성전자는 AI 팩토리 구축을 통해 차세대 반도체의 개발 및 양산 주기를 단축하고, 제조 효율성과 품질 경쟁력을 혁신적으로 강화한다는 방침이다.

이재용 삼성전자 회장은 "엔비디아는 이미 AI 시대를 내다본 혁신 기업이며, 이들의 기술은 여러 산업 분야 혁신을 이끌었다. 삼성은 앞으로도 엔비디아와 함께 변화를 주도하고, 미래를 위한 새로운 표준과 혁신을 앞당기겠다"고 말했다.

HBM4 등 메모리 기술력…AI 생태계 혁신에 기여

삼성전자는 AI 팩토리 구축과 함께 엔비디아에 ▲HBM3E ▲HBM4 ▲GDDR7 ▲SOCAMM2 등 차세대 메모리와 파운드리 서비스를 공급하며 글로벌 AI 생태계 내 입지를 더욱 공고히 할 계획이다.

삼성전자는 현재 공급 중인 메모리 제품은 물론, 성능과 에너지 효율을 대폭 높인 HBM4를 엔비디아와 긴밀히 협의 중이다. HBM4는 1c(10나노급 6세대) D램 기반에 4나노 로직 공정을 적용하고 설계를 최적화해 JEDEC 표준(8Gbps)을 넘어서는 11Gbps 이상의 성능을 구현했다.

초고대역폭과 저전력 특성을 갖춘 삼성전자의 HBM4는 AI 모델 학습과 추론 속도를 크게 높여 엔비디아의 AI 플랫폼 성능 향상에 핵심적으로 기여할 전망이다.

삼성전자는 현재 글로벌 주요 고객사에 HBM3E를 공급하고 있으며, HBM4 샘플 출하도 이미 완료했다. 향후 고객 일정에 맞춰 양산 출하를 진행할 계획이다. 또한 급격히 증가하는 HBM4 수요에 대응하기 위해 선제적 설비 투자에도 나선다.

삼성전자는 HBM 외에도 업계 최초로 개발한 고성능 그래픽 D램(GDDR7)과 차세대 저전력 메모리 모듈(SOCAMM2) 공급을 협의 중이며, 파운드리 분야에서도 협력 강화를 추진하고 있다.

삼성전자, 엔비디아 플랫폼 활용한 '반도체 AI 팩토리' 기반 다져

삼성전자는 이미 일부 공정 단계에서 엔비디아 플랫폼을 활용하며 반도체 AI 팩토리의 기반을 구축해왔다. 이번 전략적 협력은 그간 축적된 협업 노하우를 바탕으로 혁신을 가속화하는 계기가 될 전망이다.

삼성전자는 엔비디아의 AI 컴퓨팅 기술인 ▲쿠리소(cuLitho) ▲쿠다-X(CUDA-X)를 도입해 미세 공정 과정에서 발생할 수 있는 회로 왜곡을 AI가 실시간으로 예측·보정하게 함으로써 공정 시뮬레이션 속도를 20배 이상 높였다. 이를 통해 설계 정확도와 개발 속도를 동시에 끌어올렸다.

또한 생산 설비의 실시간 분석, 이상 감지, 자동 보정이 가능한 통합 제어 체계를 구축했으며, 옴니버스 기반 '디지털 트윈(Digital Twin)' 기술을 활용해 가상 공간에서 ▲설비 이상 감지 ▲고장 예측 ▲생산 일정 최적화 등을 구현하고 있다.

삼성전자는 향후 AI 팩토리 인프라 구축과 노하우를 한국뿐 아니라 미국 테일러 등 해외 주요 생산 거점으로 확대해 글로벌 반도체 공급망의 지능화와 효율화를 완성할 계획이다.

삼성전자 AI 팩토리, AI 중심 국가 제조 생태계 질적 성장 견인

삼성전자의 AI 팩토리 구축은 단순한 제조 혁신을 넘어 국가 반도체 생태계의 질적 성장을 견인하고, 국가 제조 산업 전반이 AI 중심으로 전환되는 데 촉매 역할을 할 것으로 기대된다.

삼성전자는 AI 팩토리 구축 과정에서 국내 팹리스, 장비, 소재 기업 등과의 협력을 전방위로 확대하고, 중소 협력사들의 AI 역량 강화를 지원하는 개방형 플랫폼으로 발전시킬 방침이다.

또한 엔비디아 및 글로벌 EDA 기업들과 협력해 차세대 반도체 설계 도구를 공동 개발하고, AI 기반 반도체 제조 표준을 선도함으로써 AI 생태계 발전에 기여한다는 전략이다. 아울러 삼성전자는 AI와 데이터 기술을 활용해 기존 공장을 스마트공장으로 고도화하는 ‘스마트공장3.0’ 사업도 전개하고 있다.

이 같은 노력을 통해 대한민국이 글로벌 AI 패러다임을 선도하고 세계 3대 AI 강국으로 도약하는 데 핵심 역할을 하겠다는 목표다.

AI 모델·휴머노이드 로봇·AI-RAN 기술에서도 협력 강화

삼성전자는 AI 모델과 휴머노이드 로봇 기술을 고도화하고 이를 AI 팩토리와 연계해 생성형 AI, 로보틱스, 디지털 트윈을 아우르는 차세대 AI 생태계를 구축할 계획이다.

삼성전자의 AI 모델은 엔비디아 GPU 상에서 메가트론(Megatron) 프레임워크를 기반으로 구축됐으며, 고도화된 추론 능력을 통해 실시간 번역, 다국어 대화, 지능형 요약 등에서 뛰어난 성능을 보이고 있다.

또한 삼성전자는 엔비디아 RTX PRO 6000 블랙웰 서버 에디션 플랫폼을 활용해 지능형 로봇의 상용화와 자율화 기술 고도화를 추진 중이다.

엔비디아의 젯슨 토르(Jetson Thor) 로보틱스 플랫폼을 활용한 AI 추론, 작업 수행, 안전 제어 기술도 강화하고 있다.

이와 함께 삼성전자는 엔비디아 및 국내 산·학·연과 차세대 지능형 기지국(AI-RAN) 기술 연구 및 실증을 위한 업무협약(MoU)을 체결했다.

지능형 기지국(AI-RAN)은 네트워크와 AI 기술을 융합해 로봇, 드론, 산업 자동화 장비 등 피지컬 AI가 통신망에서 실시간으로 동작·센싱·데이터 연산 및 추론을 수행할 수 있도록 지원하는 차세대 통신 기술이다.

삼성전자는 지난해 엔비디아와 함께 AI-RAN 기술 검증에 성공했으며, 이번 협약을 통해 AI 및 소프트웨어 기반 협력을 지속적으로 확대할 계획이다.

삼성전자 관계자는 "AI 팩토리는 반도체 제조 혁신의 결정판이자, 글로벌 제조 산업 전반의 디지털 전환을 앞당길 플랫폼"이라며 "엔비디아와의 협력을 통해 AI 중심의 새로운 산업 질서를 선도하겠다"고 말했다.