삼성전자가 엔비디아와 함께 반도체 제조의 새로운 변화를 이끌어 낸다.

삼성전자는 엔비디아와의 전략적 협력을 통해 반도체 제조의 새로운 패러다임을 제시할 '반도체 AI 팩토리'를 구축한다고 31일 밝혔다.

삼성전자는 향후 수년간 5만개 이상의 엔비디아 그래픽처리장치(GPU)를 도입해 AI 팩토리 인프라를 확충하고, 엔비디아의 시뮬레이션 라이브러리 옴니버스 기반 디지털 트윈 제조 환경 구현을 가속화할 예정이다.

삼성전자가 추진하는 AI 팩토리는 반도체 제조 과정에서 생성되는 모든 데이터를 실시간으로 수집해 스스로 학습하고 판단하는 지능형 제조 혁신 플랫폼이다.

AI 팩토리는 ▲설계 ▲공정 ▲운영 ▲장비 ▲품질관리 등 반도체 설계와 생산을 아우르는 모든 과정에 AI를 적용해 스스로 분석·예측·제어하는 '생각하는' 제조 시스템이 구현된 스마트 공장이다.

삼성전자는 AI 팩토리 구축을 통해 차세대 반도체 개발·양산 주기를 단축하고, 제조 효율성과 품질 경쟁력을 혁신적으로 강화할 계획이다.

또 삼성전자는 엔비디아에 ▲HBM3E ▲HBM4 ▲GDDR7 ▲소캠(SOCAMM)2 등 차세대 메모리와 파운드리(반도체 위탁생산) 서비스도 공급해 글로벌 AI생태계에서 삼성전자와 엔비디아의 위상을 더 공고히 할 계획이다.

삼성전자는 이미 공급 중인 메모리 제품뿐 아니라 성능과 에너지 효율을 대폭 향상시킨 HBM4 공급을 엔비디아와 긴밀하게 협의 중이다.

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.

삼성전자는 급격하게 증가하는 고객사 HBM4 수요에 차질 없이 대응하기 위해 선제적으로 설비 투자를 진행할 예정이다.

삼성전자는 이미 일부 공정에서 엔비디아의 플랫폼을 활용해 반도체 AI 팩토리의 기반을 더욱 견고히 다져 나갈 방침이다.

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 통합 제어 체계를 구축했으며, 옴니버스 기반 '디지털 트윈'을 통해 가상 공간에서 ▲설비 이상 감지 ▲고장 예측 ▲생산 일정 최적화 등도 구현 중이다.

향후 삼성전자는 AI 팩토리 인프라 구축과 관련 노하우를 한국뿐 아니라 미국 테일러 등 해외 주요 생산 거점에까지 확장해, 글로벌 반도체 공급망 전체의 지능화와 효율화를 완성할 방침이다.

삼성전자는 AI 팩토리를 중심으로 엔비디아와 함께 국내외 파트너사 및 EDA 기업들과 차세대 반도체 설계 도구를 공동 개발하고 AI 기반 반도체 제조 표준을 선도해 AI 생태계 발전에 이바지한다는 목표다.

삼성전자는 "중소기업의 제조 경쟁력 향상을 지원하기 위해 AI·데이터 기술을 활용해 기존 공장을 지능형 스마트 공장으로 고도화하는 '스마트공장3.0' 사업도 전개하고 있다"고 말했다.