“열저항 30% 낮춰”…SK하닉, 발열 잡는 ‘iHBM’ 공개

HBM 패키지에 냉각 요소 적용발열 구간 ‘열 방출 통로’ 확보

[뉴스토마토 이명신 기자] SK하이닉스가 고대역폭메모리(HBM) 패키지에 일체형 냉각 요소(ICE)를 적용해 발열을 줄인 ‘iHBM’ 기술을 26일 공개했습니다. 인공지능(AI) 산업 고도화로 발열 제어가 차세대 HBM의 핵심 경쟁력으로 떠오른 만큼, SK하이닉스는 iHBM 기술로 시장 입지를 더 넓혀가겠다는 방침입니다.

 

26일 SK하이닉스가 공개한 메모리 발열 제어 솔루션 ‘iHBM’ 기술 개념도. (사진=SK하이닉스)

 

HBM은 적층 단수가 늘어나고 처리 속도가 빨라지면서 성능이 거듭 향상됐지만, 이와 동시에 발열 관리 부담도 커지고 있습니다. 칩을 쌓을수록 내부 열이 갇혀 성능이 떨어지는 문제가 있었기 때문입니다. 이에 HBM과 그래픽처리장치(GPU)를 연결하는 ‘다이 간 물리계층(D2D PHY)’ 구간의 발열 밀도를 효과적으로 제어하는 기술이 차세대 HBM의 핵심 경쟁력으로 떠오르고 있습니다.

 

반도체 업계 관계자는 “고성능 컴퓨팅이나 AI 데이터센터를 구축할 때 발열을 제어하기 위한 냉각 효율을 높이는 게 업계의 과제”라며 “칩 단계에서 발열을 효과적으로 제어할 수 있다면 냉각 비용을 더 줄일 수 있을 것”이라고 설명했습니다.

 

iHBM 기술은 이 문제를 구조적으로 해결했습니다. 기존 HBM은 코어 다이를 거쳐 열을 외부로 내보내는 간접적인 방식에 의존했습니다. 반면 iHBM은 발열이 가장 집중되는 D2D PHY 구간에 열 제어 소자인 ICE를 넣어 열이 빠져나갈 수 있는 ‘전용 방출로’를 확보했습니다.

 

ICE는 전기는 통하지 않지만, 열 전도가 높은 실리콘 소재를 활용해 HBM 패키지 내부에 추가적인 열 배출 경로를 형성하는 냉각 요소입니다. 이를 통해 기존 대비 열저항을 30% 이상 낮췄으며, 고온·고부하 환경에서도 안정적인 동작 특성을 유지할 수 있다고 SK하이닉스는 설명했습니다.

 

iHBM은 양산 안정성도 확보했습니다. 이미 시장에서 검증된 ‘어드밴스드 MR-MUF(칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태의 보호재를 주입해 굳히는 공정)’ 기반 웨이퍼 레벨 패키징(WLP) 공정을 적용해 대량 생산이 가능합니다. 특히 고객사의 기존 시스템 인 패키지(SiP) 환경과 높은 설계 호환성을 확보해 적용 부담을 낮췄습니다.

 

SK하이닉스는 iHBM 기술을 8세대 HBM(HBM5) 등 차세대 제품부터 적용할 계획입니다. 특히 고성능 컴퓨팅(HPC), AI 데이터센터 등 초고집적·초고대역폭 환경에 맞춰 시스템 전반의 안정성과 운영 효율을 높인다는 방침입니다.

 

이강욱 SK하이닉스 부사장(PKG개발 담당)은 “iHBM은 메모리 설계 역량과 첨단 패키징 기술을 결합해 개발한 발열 최소화를 위한 최적의 솔루션”이라면서 “AI 환경에서 고객이 필요로 하는 가치를 선제적으로 제공하며 AI 메모리 리더십을 더욱 공고히 하겠다”고 했습니다.

 

이명신 기자 [e-mail]

이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 오승훈 산업1부장이 최종 확인·수정했습니다.