AI 기반 제조 혁신 통해 반도체 개발·양산 효율 극대화… HBM4 등 차세대 메모리 공급 협력 강화

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

삼성전자가 엔비디아와 손잡고 업계 최고 수준의 ‘반도체 AI 팩토리(Semiconductor AI Factory)’ 구축에 나섰다. 반도체 제조 전 과정에 AI를 도입해 생산성과 품질을 혁신하고, 글로벌 AI 생태계 주도권을 강화한다는 전략이다.

삼성전자는 31일 “엔비디아와 전략적 협력을 통해 AI 기반 반도체 제조 혁신 플랫폼을 구축한다”며 “이번 협력은 종합 반도체 역량을 갖춘 삼성전자와 GPU 기반 AI 기술을 선도하는 엔비디아의 시너지를 극대화하는 프로젝트”라고 밝혔다.

삼성전자는 향후 수년간 5만 개 이상의 엔비디아 GPU를 도입해 AI 팩토리 인프라를 확충할 계획이다. 또 엔비디아의 시뮬레이션 라이브러리 ‘옴니버스(Omniverse)’를 활용해 디지털 트윈 기반의 지능형 제조 환경을 구현한다.

이 공장은 ▲설계 ▲공정 ▲운영 ▲품질관리 등 반도체 제조 전 과정에 AI를 적용해 스스로 분석·예측·제어하는 ‘생각하는 공장’을 목표로 한다. 이를 통해 반도체 개발과 양산 주기를 단축하고 제조 효율성과 품질 경쟁력을 동시에 높일 수 있을 것으로 기대된다.

삼성전자는 이번 협력과 함께 엔비디아에 ▲HBM3E ▲HBM4 ▲GDDR7 ▲SOCAMM2 등 차세대 메모리와 파운드리 서비스를 공급할 계획이다.
특히 HBM4에는 1c(10나노급 6세대) D램과 4나노 로직 공정이 적용돼 기존 JEDEC 표준(8Gbps)을 뛰어넘는 11Gbps 이상의 성능을 구현했다. 삼성전자는 HBM3E를 글로벌 전 고객사에 공급 중이며, HBM4 샘플 출하도 완료했다. 급증하는 HBM 수요에 대응하기 위해 설비 투자를 확대할 방침이다.

엔비디아 AI 기술 접목으로 공정 속도 20배 향상

삼성전자는 이미 일부 공정에서 엔비디아의 AI 플랫폼인 ‘쿠리소(cuLitho)’와 ‘쿠다-X(CUDA-X)’를 적용, 미세공정 회로 왜곡을 AI가 실시간 예측·보정하도록 했다. 이를 통해 공정 시뮬레이션 속도를 기존 대비 20배 향상시키며 개발 기간 단축과 정확도 향상에 성공했다.

또 옴니버스 기반 디지털 트윈을 활용해 ▲설비 이상 감지 ▲고장 예측 ▲생산 일정 최적화 등 스마트 제조 환경을 구축했으며, 이를 한국뿐 아니라 미국 테일러 공장 등 글로벌 생산 거점으로 확장할 계획이다.

젠슨 황 엔비디아 최고경영자와 이재용 삼성전자 회장이 30일 서울 코엑스에서 열린 엔비디아의 그래픽카드(GPU) '지포스' 출시 25주년 행사에 함께 참석했다. 사진=연합뉴스
 

삼성전자는 이번 프로젝트를 단순한 제조 혁신이 아닌, 국가 산업 생태계의 질적 성장 계기로 보고 있다. 향후 팹리스, 소재, 장비, EDA 기업 등과 협력을 확대해 AI 기반 반도체 제조 표준을 선도할 방침이다. 또 ‘스마트공장 3.0’ 사업을 통해 AI·데이터 기술을 중소기업 제조현장에 적용, 지능형 공장 확산을 지원하고 있다.

삼성전자는 이번 협력을 계기로 AI 모델·로보틱스·지능형 기지국(AI-RAN) 분야로 협력을 확대한다.
삼성전자의 AI 모델은 엔비디아 GPU 기반 ‘메가트론(Megatron)’ 프레임워크로 구축돼 실시간 번역과 다국어 대화, 요약 등에서 탁월한 성능을 발휘한다.

또 엔비디아 RTX PRO 6000 블랙웰 서버 플랫폼과 젯슨 토르(Jetson Thor) 로보틱스 플랫폼을 활용해 지능형 로봇의 자율 제어 및 안전 기능을 고도화하고 있다.

아울러 삼성전자는 엔비디아 및 국내 산·학·연과 차세대 AI-RAN 기술 연구를 위한 업무협약(MoU)을 체결, 피지컬 AI(Physical AI) 인프라 확산을 추진한다.

삼성과 엔비디아는 1990년대 그래픽 메모리 공급을 시작으로 25년 이상 협력을 이어왔다. 이번 ‘반도체 AI 팩토리’ 프로젝트는 그 오랜 기술 협력의 결실로, 양사는 AI 시대 글로벌 반도체 제조 혁신의 상징적 동맹으로 자리매김하게 됐다.

< 문화경제 김한준 기자 >