| 한스경제=고예인 기자 | AI 산업의 폭발적 성장과 데이터센터 수요의 급증 속에서 '포스트 HBM'의 새로운 주역으로 ‘CXL(Compute Express Link)’, ‘HBF(High Bandwidth Flash)’ 등 차세대 메모리 기술이 급부상하고 있다. 삼성전자가 최근 업계 최초로 CXL 메모리 대량 양산에 성공하며 시장 혁신의 중심에 섰다는 점도 업계의 관심을 받고 있다.
◆ CXL 메모리, ‘확장’ 시대의 설계 혁명...삼성전자, CXL 메모리 ‘기습 양산’
CXL은 서버·데이터센터의 표준 인터페이스로 빠르게 자리잡으며 메모리 확장성이 결정적인 차세대 기술로 각광받고 있다. PCIe(5.0/6.0 등) 기반의 고속 인터커넥트 표준으로 CPU·GPU·FPGA·가속기 등 각 칩이 물리적으로 분리된 메모리를 하나의 ‘메모리 풀’로 묶어 실시간 확장·할당할 수 있다. 기존에는 남는 메모리가 있어도 칩간 공유가 불가능했지만 CXL 도입 후 AI 학습·추론과 같이 대규모 자원을 동시에 요구하는 환경에서 메모리 효율성과 확장성이 획기적으로 개선됐다.
삼성전자는 최근 CXL 2.0 기반의 DRAM 모듈(CMM-D) 대량 양산에 성공했다. 이 제품은 최대 256GB 단품·35GB/s 대역폭(PllE 5.0 x8 기준)을 지원하며 올해 내로 1TB급·72GB/s의 CXL 3.1 규격 신규 모듈도 내놓을 예정이다. 주목할 부분은 '메모리 풀링(Pooling)' 기능이다. 서버 내 여러 CXL 모듈을 하나의 풀로 묶어 필요시 여러 호스트가 유휴 없이 나눠 쓸 수 있으며 효율적 메모리 운용으로 서버 운영 비용을 절감할 수 있다.
삼성전자 신사업기획팀장 최장석 상무는 "삼성전자는 CXL 컨소시엄 이사회 멤버로서 CXL 기술을 선도하고 있다”며 “글로벌 협력으로 CXL 생태계를 더욱 확장할 것"이라고 강조했다.
업계에서는 이번 양산 도입을 "기술 데모에서 실제 상용화 단계로 시장이 이동하는 분기점"으로 평가한다.
14일 글로벌 시장조사업체 욜 인텔리전스(Yole Intelligence)에 따르면 글로벌 CXL 시장은 2028년 약 160억 달러(23조 원) 규모로 성장할 전망이다. 2023년 삼성전자가 세계 최초 CXL 1.1, 2025년 CXL 2.0 기반 D램을 판매하기 시작하며 산업 생태계 전환이 본격화되는 셈이다.
◆ 낸드에 HBM 구조 입힌 HBF…고대역폭·초대용량 실현
HBF는 기존 HBM(DRAM 기반 고대역폭 메모리)의 구조적 장점을 낸드플래시에 도입한 신개념 차세대 메모리 기술이다. 낸드 칩을 고밀도로 쌓고 TSV(실리콘 관통 전극)를 활용해 수직으로 연결함으로써 HBM 수준의 초고속 대역폭과 DRAM 대비 8~16배에 달하는 대용량을 동시에 확보할 수 있다.
업계에 따르면 8스택 HBF는 최대 4TB의 용량을 제공한다. 이는 초대형 AI 모델의 전체 파라미터 저장 및 실시간 데이터 공급이 필요한 LLM(대규모 언어모델) 추론·파운데이션 모델 학습 등에 최적화된 구조다.
AI와 HPC(고성능 컴퓨팅) 시장에서는 단순 대역폭뿐 아니라 대용량·확장성·전력 효율의 중요성이 점점 커지고 있다. 기존 DRAM·HBM 인프라는 비용 대비 용량이 제한적이며 HBF는 이러한 한계를 보완하는 솔루션으로 주목받고 있다. 낸드플래시의 생산력과 가격경쟁력에 기반해 AI·데이터센터의 수요가 낸드 산업의 새로운 성장동력으로 작용하며 DRAM·낸드·시스템반도체 경계를 허무는 신생태계를 형성한다는 평가다.
국내외 주요 메모리 제조사들은 HBF를 차세대 시장 기회로 보고 2030년 상용화를 목표로 기술 경쟁을 벌이고 있다. 시장조사기관은 HBF가 2027년 약 10억 달러로 상용화 단계에 진입하고 2030년에는 120억 달러(약 17조 원)까지 성장할 것으로 전망한다.
SK하이닉스는 지난달 미국 캘리포니아주 새너제이에서 열린 ‘2025 OCP 글로벗 서밋’ 행사에서 차세대 낸드 스토리지 제품 전략을 발표했다. ‘AI-NAND 패밀리’ 전략을 공개하며 HBF 개발에 박차를 가하고 있음을 공식화한 것이다.
또한 곽노정 SK하이닉스 사장은 최근 열린 ‘SK AI 서밋 2025’에서 “HBM 용량 증가 한계를 보완할 방안으로 낸드를 HBM과 같이 활용할 수 있도록 제품을 개발 중”이라고 언급했다.
삼성전자는 아직 HBF 개발 계획을 공식화하지 않았지만 차세대 낸드 시장 주도권 확보를 위한 연구개발에 속도를 내고 있는 것으로 보고 있다. 송재혁 삼성전자 CTO는 최근 열린 ‘반도체대전(SEDEX) 2025’ 기조연설에서 “AI 확산으로 D램, 낸드, 로직 등 모든 반도체 분야에서 ‘쌓고 연결하는’ 3차원 적층 기술이 필수로 부상하고 있다”며 산업 패러다임이 평면(2D)에서 적층(3D)으로 전환되는 흐름을 강조했다.
업계 관계자는 HBF를 “AI 시대의 새로운 데이터 엔진”, “제2의 HBM”으로 부르며 HBM과의 병행 구성이 차세대 AI 서버의 표준이 될 것으로 내다보고 있다.
◆ HBM, HBF, CXL과 ‘복합구조’ 시대 본격화
차세대 메모리 시장은 HBF와 CXL이 각자의 강점으로 AI 시대 컴퓨팅 성능의 한계를 극복하는 복합구조로 진화하고 있다. AI 고도화와 LLM 등 대용량/고대역폭 메모리 요구는 HBM만으로는 불가능하다는 한계의식을 낳았으며 앞으로 HBM, HBF, CXL이 병행·융합되는 '하이브리드 메모리 구조'가 확대될 전망이다.
업계 관계자는 “DRAM-HBM-HBF-CXL이 각자의 강점을 살리며 AI·컴퓨팅산업의 ‘포스트 HBM’ 시대 차세대 패러다임이 열릴 것”이라며 “한국 메모리 산업의 선도 지위 역시 삼성·SK하이닉스 등 국내 기업들의 기술력과 글로벌 주도력에 달렸다”고 강조했다.
삼성전자의 CXL 양산 돌입과 HBF 기술 개발 속도는 ‘메모리 판’이 AI 중심으로 재편되는 거대한 전환의 신호탄이자 글로벌 시장에서 한국 반도체 산업의 위상을 다시 한 번 입증할 기회인 셈이다.
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