| 서울=한스경제 고예인 기자 | SK하이닉스가 고대역폭메모리(HBM) 내부 발열을 획기적으로 낮춘 차세대 메모리 솔루션 ‘iHBM’을 공개하며 AI 메모리 패키징 경쟁력 강화에 나섰다.
AI 연산 확대와 함께 HBM 적층 단수와 데이터 처리 속도가 빠르게 높아지는 가운데 발열 제어 기술이 차세대 AI 메모리 시장 핵심 경쟁력으로 부상하고 있다는 분석이 나온다.
SK하이닉스는 26일 HBM 패키지 내부에 일체형 냉각 요소인 ‘ICE(Integrated Cooling Elements)’를 내재화한 iHBM 기술을 공개했다고 밝혔다.
ICE는 전기가 통하지 않으면서도 열전도율이 높은 실리콘 소재를 활용해 HBM 내부에 추가적인 열 방출 경로를 만드는 기술이다.
최근 AI 서버용 GPU와 HBM 간 데이터 전송량이 폭증하면서 HBM과 GPU를 연결하는 D2D PHY(Die-to-Die Physical Layer) 구간 발열 문제가 업계 핵심 과제로 떠오르고 있다.
D2D PHY는 HBM 베이스다이와 AI 연산 다이 간 초고속 데이터 통신을 담당하는 물리적 연결 통로다. 이 구간에서 발생하는 높은 발열 밀도는 AI 시스템 안정성과 성능을 좌우하는 핵심 변수로 꼽힌다.
SK하이닉스의 iHBM은 발열이 집중되는 D2D PHY 영역 내부에 직접 냉각 구조를 넣어 별도 열 배출 경로를 확보한 것이 특징이다.
기존 HBM이 코어 다이를 거쳐 외부로 열을 방출하는 간접 방식이었다면 iHBM은 열이 발생하는 구간에서 직접 열을 분산시키는 구조다.
이를 통해 기존 대비 열저항(Thermal Resistance)을 30% 이상 낮췄고 고온·고부하 환경에서도 안정적인 동작 특성을 확보했다고 회사 측은 설명했다.
업계에서는 AI 반도체 경쟁이 단순 연산 성능을 넘어 발열과 전력 효율 경쟁으로 빠르게 이동하고 있다는 분석도 나온다.
실제 엔비디아의 차세대 AI GPU 플랫폼은 전력 소모와 발열 부담이 빠르게 증가하고 있다. 이에 따라 HBM 역시 단순 고용량 경쟁을 넘어 냉각·패키징·전력 효율 기술까지 함께 요구받는 상황이다.
양산성과 고객 호환성도 iHBM 핵심 경쟁력으로 꼽힌다. SK하이닉스는 이미 양산 검증을 마친 Advanced MR-MUF(Mass Reflow Molded Underfill) 기반 WLP(Wafer Level Packaging) 공정을 적용했다고 밝혔다.
이를 통해 안정적인 대량 생산이 가능하고 고객사의 기존 SiP(System in Package) 환경과도 높은 설계 호환성을 확보했다고 설명했다. 고객 입장에서는 큰 설계 변경 없이 즉시 적용이 가능해 도입 부담을 낮출 수 있다는 의미다.
업계에서는 향후 HBM 시장 경쟁이 단순 메모리 제조를 넘어 패키징·열제어·인터커넥트까지 포함한 ‘풀스택 AI 메모리 경쟁’으로 확대될 것으로 보고 있다. HBM5 세대부터는 적층 수 증가와 데이터 처리량 확대에 따라 발열 제어 기술 중요성이 더욱 커질 전망이다.
반도체 업계 관계자는 “HBM은 이제 단순 D램 제품이 아니라 GPU와 함께 움직이는 시스템 반도체 성격이 강해지고 있다”며 “열관리 기술이 결국 AI 데이터센터 운영 효율과 직결되는 시대가 됐다”고 말했다.
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.
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