SK하이닉스가 공개한  iHBM 설루션 개념도 /사진:SK하이닉스

[대한경제=심화영 기자] SK하이닉스가 고성능 AI 메모리의 최대 난제로 꼽히는 ‘발열’ 문제를 획기적으로 해결할 수 있는 신기술을 선보였다. SK하이닉스는 고대역폭메모리(HBM) 내부에 냉각 구조를 직접 집어넣는 방식으로 열 문제를 구조적으로 해결하며, 차세대 AI 메모리 시장 주도권 강화에 나섰다.

SK하이닉스는 HBM 패키지 내부에 일체형 냉각 요소인 ICE(Integrated Cooling Elements)를 내재화한 ‘iHBM’ 기술을 26일 공개했다.

최근 AI 데이터센터에서는 GPU와 HBM 간 데이터 이동량이 폭증하면서 특정 구간에 열이 집중되는 현상이 심화하고 있다. 특히 HBM 베이스다이와 AI 가속기를 연결하는 D2D PHY(Die-to-Die Physical Layer) 영역은 고속 데이터 통신이 이뤄지는 핵심 통로로, 발열 밀도가 가장 높은 구간 중 하나로 꼽힌다. 업계에서는 차세대 HBM 경쟁력의 핵심 요소로 ‘열 관리 기술’을 지목하고 있다.

SK하이닉스의 iHBM은 이 같은 문제를 구조적으로 해결한 것이 특징이다. 기존 HBM이 코어 다이를 거쳐 외부로 열을 방출하는 간접 방식이었다면, iHBM은 발열이 집중되는 D2D PHY 내부에 열 제어 소자(ICE)를 삽입해 별도의 열 배출 경로(Heat Path)를 형성했다. ICE는 전기가 통하지 않으면서도 열 전도율이 높은 실리콘 소재로 제작됐다.

이를 통해 기존 대비 열저항(Thermal Resistance)을 30% 이상 낮췄으며, 고온·고부하 환경에서도 안정적인 동작 특성을 확보했다고 회사 측은 설명했다. AI 서버용 GPU 성능이 급격히 높아지는 상황에서 메모리 발열을 효과적으로 제어할 경우 시스템 전체 효율과 수명 개선에도 도움이 될 전망이다.

양산성 측면에서도 경쟁력을 확보했다는 평가다. SK하이닉스는 이미 상용화 경험이 축적된 Advanced MR-MUF 기반 WLP(Wafer Level Packaging) 공정을 적용해 안정적인 대량 생산 체계를 구축했다고 밝혔다. 또한 고객사의 기존 SiP(System in Package) 환경과 높은 설계 호환성을 확보해 별도의 대규모 설계 변경 없이 적용할 수 있도록 했다.

업계에선 이번 기술 공개가 단순 냉각 기술 차원을 넘어 차세대 HBM5 시장 선점을 위한 포석이라는 분석이 나온다. AI 반도체 성능 경쟁이 메모리 대역폭뿐 아니라 전력 효율과 발열 제어 경쟁으로 확대되는 가운데, 패키징 기술이 핵심 차별화 요소로 부상하고 있기 때문이다.

SK하이닉스는 향후 iHBM 기술을 HBM5 등 차세대 제품군에 적용해 고성능컴퓨팅(HPC)과 AI 데이터센터 시장 공략을 강화할 계획이다.

이강욱 SK하이닉스 PKG개발 담당 부사장은 “iHBM은 메모리 설계 역량과 첨단 패키징 기술을 결합해 개발한 발열 최소화 솔루션”이라며 “AI 환경에서 고객이 요구하는 가치를 선제적으로 제공해 AI 메모리 리더십을 더욱 강화하겠다”고 말했다.

심화영 기자 dorothy@

〈ⓒ 대한경제신문(www.dnews.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포금지〉