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솔직히 저는 이번 삼성전자 실적발표를 보고 난 후 DX부문 영업손실 그리고 DS부문의 재료소멸로 주가가 당분간 제자리 걸음을 하지 않을까 걱정했습니다. 최근 중국 CXMT의 D램(3세대)이 양산 준비에 들어갔고 기술적 격차를 점점 좁혀오고 있어 국내 반도체 시장에 대한 우려가 남아있었습니다. 그리고 그 여파가 시장에 까지 충격을 주는 모습을 지켜봤습니다. 예전 현대차의 아틀라스와 같이 혁신적인 재료가 없으면 최근 불안한 반도체 시장에서 예전 같은 호황이 오지 않을거라는 생각에 저 또한 반도체 관련 주식을 정리하였습니다. 그런데 이번 FMS 2026에서 삼성전자가 이 정도로 빠르게 판을 뒤집을 줄 몰랐습니다. SK 하이닉스에 HBM 주도권을 내준 뒤로 업계 분위기가 심상치 않다는 건 알고 있었지만, FMS 2026에서 나온 발표를 보고 나서야 삼성이 단순히 따라잡는 게 아니라 아예 게임판 자체를 바꾸려 한다는 걸 실감했습니다. 2026년 8월, 미국 캘리포니아주 산타클라라 컨벤션센터에서 공개된 zHBM이라는 기술이 정확히 그 신호탄이었습니다.
zHBM 3D 적층 구조가 왜 다른가
제가 처음 zHBM 발표 자료를 훑었을 때 솔직히 "또 적층 이야기인가" 싶었습니다. HBM(High Bandwidth Memory), 즉 고대역폭 메모리 얘기가 나올 때마다 항상 따라붙는 게 적층이라는 단어였었습니다. 그런데 자세히 들여다보니 이번 건 차원이 달랐습니다.
지금까지 AI 가속기 시스템은 GPU같은 거대한 프로세서 옆에 HBM을 가로 방향으로 나란히 배치하는 2.5D 구조를 써왔습니다. 여기서 2.5D란, 완전한 3차원 수직 통합은 아니고 동일한 평면 기판 위에 칩들을 옆으로 붙여놓는 방식을 뜻합니다. 구리 배선으로 연결하는 거리가 짧지 않아서 신호 전달 지연이 생길 수밖에 없는 구조였습니다.
삼성이 이번에 발표한 zHBM은 이 방식을 완전히 뒤집었습니다. AI 가속기 상단에 HBM을 수직으로 얹어 올리는 3D 수직 적층 구조입니다. 데이터가 이동하는 물리적 거리가 거의 0에 가깝게 줄어들기 때문에 대역폭과 전력 효율이 동시에 올라갑니다. FMS 2026 기조연설에서 삼성전자 D램개발실 김경륜 상무가 직접 발표한 수치에 따르면, zHBM이 적용된 차세대 인터페이스 시스템은 HBM5 대비 최대 8배 높은 성능을 냅니다(출처: 삼성전자 뉴스룸).
8%나 80%가 아니라 800%입니다. 제 경험상 반도체 발표에서 이런 숫자가 나오면 조건이 붙어 있기 마련인데, 이번엔 아직 시장에 출시 전인 HBM5와 비교한 결과라는 게 더 놀라웠습니다. 심지어 전성비(성능 대비 전력 소비 비율)도 HBM5 대비 최대 3배 개선됐고, 열저항 수치는 절반 이하로 낮췄다고 합니다.
이 기술의 핵심에는 GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터 구조가 있습니다. GAA란, 전류가 흐르는 채널의 네 면을 3D 형태로 완전히 감싸는 트랜지스터 설계 방식입니다. 기존 방식에서는 회로가 미세해질수록 전자가 엉뚱한 방향으로 새어나가는 누설 전류 문제가 심각했는데, GAA는 이 문제를 구조적으로 차단합니다. 삼성은 이 GAA 구조를 파운드리 2나노 공정과 결합해 메모리에 최초로 적용했습니다. 보통 최고급 CPU나 GPU 생산에나 쓰이던 기술을 메모리로 끌어온 것인데, 이게 말처럼 쉬운 일이 아닙니다.
- zHBM: AI 가속기 상단에 HBM을 수직 적층 — 데이터 이동 거리를 최소화
- HBM5 대비 최대 8배 성능, 전성비 최대 3배 향상, 열저항 절반 이하
- GAA 트랜지스터 + 파운드리 2나노 공정을 메모리에 세계 최초 적용
- 코어 다이 측면 특수 방열 구조로 발열 제어 능력 20% 이상 향상
400단 V낸드와 AI메모리 경쟁의 실제 맥락
제가 이번 발표에서 zHBM 못지않게 주목한 부분이 있습니다. 바로 V10 BV-NAND, 400단 이상의 10세대 수직 낸드 공개였습니다. 낸드(NAND) 플래시 메모리는 스마트폰이나 SSD에 데이터를 저장하는 반도체인데, 수직으로 얼마나 높이 쌓느냐가 곧 집적도와 가격 경쟁력을 결정합니다. 13년 전 같은 FMS 행사에서 삼성이 V-NAND 기술을 세계 최초로 공개한 이후 지금까지 쌓아온 기술 혁신의 정점이 이번 400단 돌파입니다.
여기서 BV-NAND의 BV는 Bonding Vertical의 약자입니다. 셀(데이터 저장 단위)과 회로를 따로 제작한 뒤 수직으로 접합하는 기술인데, 이 방식 덕분에 400단 이상이라는 물리적 한계를 넘는 게 가능해졌습니다. 웨이퍼 본딩 기술과 3 Stack 기술을 결합해 메모리 집적도를 전 세대(V9) 대비 약 58% 올렸다는 점도 제 눈에는 수치 이상의 의미로 들어왔습니다.
또 하나 주목한 건 zNAND-O였습니다. 제품명 끝의 '-O'가 On-device AI를 의미하는데, 쉽게 말해 클라우드 서버가 아닌 스마트폰이나 자율주행차 같은 기기 내부에서 AI 연산을 처리하기 위한 메모리입니다. TSV(Through-Silicon Via), 즉 실리콘 관통 전극 기술을 써서 4단 또는 8단 칩을 3D 패키징한 구조로, 응답 지연 시간을 극한으로 줄이는 데 초점을 맞췄습니다.
이 발표들이 중요한 이유는 단지 신기술 때문이 아닙니다. 프랑스 시장조사업체 욜그룹(Yole Group)이 FMS 2026 현장에서 공개한 분석 보고서에 따르면, 중국 CXMT(창신 메모리)의 최신 D램이 이미 2019년 수준의 1z 공정(10나노급 3세대)까지 따라왔습니다(출처: Yole Group). 제가 이 대목에서 냉정하게 생각해보니, 한국 기업들이 범용 D램에서 중국의 저가 물량 공세를 정면으로 받아낼 여력은 이미 빠르게 줄어들고 있다는 뜻입니다.
결국 삼성이 HBM4, HBM4E, HBM5라는 기존 로드맵을 건너뛰고 zHBM이라는 아예 다른 아키텍처를 꺼내든 건 기술 과시가 아니라 생존 전략이었습니다. 경쟁사들이 HBM4 수율 싸움을 벌이는 동안 두 세대 너머의 기술 표준을 먼저 제시해서 추격자들이 쫓아올 좌표 자체를 바꿔버리는 것입니다. 이재용 회장이 직접 강조한 사즉생의 각오가 단순한 수사가 아니었음을 이번 발표가 증명했다고 봅니다.
삼성전자는 현재 메모리, 로직, 파운드리, 패키징을 한 지붕 아래에서 모두 처리할 수 있는 세계 유일의 종합 반도체(IDM) 기업입니다. 이 원스톱 체계가 zHBM의 GAA 2나노 공정을 메모리에 실제로 적용하는 데 결정적인 역할을 했을 것입니다. 다른 회사는 설계와 제조를 따로 조율해야 하는 상황에서 삼성은 내부에서 한 번에 풀어낼 수 있으니까요.
자주 묻는 질문
Q. zHBM은 지금 바로 살 수 있는 제품인가요?
A. 아직은 아닙니다. FMS 2026에서 공개된 건 목업(실제 형태와 기능을 확인하기 위한 모형)과 기술 비전입니다. 삼성전자는 현재 고객사와 협업을 통해 최적화 작업을 진행 중이며, 실제 양산 일정은 공식 발표를 기다려야 합니다. 당장 구매할 수 있는 제품이 아니라 다음 세대 AI 인프라의 방향을 제시한 발표라고 이해하시면 됩니다.
Q. zHBM이 기존 HBM4나 HBM5와 다른 점이 뭔가요?
A. HBM4, HBM5는 AI 가속기 옆에 메모리를 가로로 배치하는 기존 2.5D 구조를 유지합니다. zHBM은 이 배치 방식 자체를 바꿔서 AI 가속기 위에 수직으로 메모리를 올려 쌓습니다. 덕분에 데이터 이동 거리가 줄어들어 속도와 전력 효율이 동시에 올라갑니다. 단순히 다음 세대 스펙을 높인 게 아니라 아키텍처 구조 자체가 달라졌다는 점이 핵심입니다.
Q. V낸드 400단이 왜 어려운 기술인가요?
A. 수직으로 층을 쌓을수록 세로 방향으로 구멍을 뚫는 과정에서 칩이 손상되거나 데이터 통로가 틀어질 위험이 기하급수적으로 커집니다. 머리카락 굵기의 수백분의 일 크기에서 400층짜리 기둥을 오차 없이 만들어야 하는 작업입니다. 삼성은 웨이퍼 본딩과 3 Stack 기술을 결합해 이 문제를 해결했고, 집적도를 전 세대 대비 58% 높이는 데 성공했습니다.
Q. 중국 반도체가 정말 한국을 따라잡고 있나요?
A. 범용 D램 분야에서는 그 격차가 빠르게 줄고 있습니다. 욜그룹 보고서에 따르면 중국 CXMT가 2019년 수준의 10나노급 3세대 공정까지 도달했습니다. 다만 HBM처럼 극한의 기술력이 요구되는 고성능 메모리 영역에서는 아직 상당한 격차가 있습니다. 삼성이 zHBM 같은 차원이 다른 기술을 앞세우는 이유도 바로 이 범용 시장의 압박을 고성능 시장 주도권으로 상쇄하려는 전략으로 볼 수 있습니다.
결론
제가 이번 FMS 2026 발표를 돌아보면서 가장 크게 느낀 건, 기술 경쟁이 단순한 스펙 싸움을 넘어서고 있다는 점입니다. 단순히 기존 HBM의 지연시간, 발열, 전력손실 병목을 조금이라도 줄이기 위해 막대한 시간과 투자에 집중하는 것이 아닌 더욱 혁신적인 기술이 최근 진흙탕 같은 반도체 시장에서 살아남기 위한 동아줄 같은 것이었고 이번 삼성의 발표는 단순히 혁신이 아닌 완전히 새로운 방향으로 나아갈 수 있는 포석이었다고 저는 생각합니다. zHBM이 보여준 건 더 빠른 메모리가 아니라, 앞으로 AI 시스템이 어떻게 설계되어야 하는지에 대한 새로운 기준이었습니다. 그 기준을 삼성이 먼저 제시했다는 것, 이게 진짜 의미입니다.
다만 저는 기술 발표 하나로 모든 게 해결됐다고 보는 시각에는 동의하지 않습니다. zHBM이 실제 고객사 검증을 통과하고 양산 수율을 안정화하는 데까지는 긴 시간과 풀어야 할 숙제들이 남아 있습니다. 동시에 국가 차원의 전력 인프라 지원, 세제 혜택, 용수 공급 같은 정책 뒷받침도 기업의 연구 개발 투자만큼이나 중요합니다. 기술 초격차를 지속하려면 현장의 엔지니어들만이 아니라 그 뒤를 받쳐주는 생태계 전체가 함께 움직여야 한다고 생각합니다.
지금 당장 반도체 주식을 사라는 이야기가 아닙니다. 이번 발표는 삼성전자가 흔들리는 반도체 시장에서 재료 소멸 이라는 우려를 잠재우고 완전히 새로운 기술을 앞세워 한 단계 도약할 수 있는 미래를 제시했다고 생각합니다. 중국의 반도체 기술이 앞으로 어디까지 빠른 속도로 추격해 올 것인지, 그리고 최근 우려하고 있는 메모리 반도체의 공급과 수요량 벨런스가 어떻게 변할 것인지 시장을 유심히 지켜본 후에 장기적인 관점으로 투자를 할 필요가 있다고 생각합니다.