HBM 내부에 냉각 요소 넣어 열 배출 경로 개선D2D PHY 발열 직접 제어, 열저항 30% 이상 저감HBM5 적용 추진, AI 데이터센터 효율 경쟁 본격화
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    SK하이닉스가 차세대 HBM(고대역폭메모리) 경쟁의 핵심 변수로 떠오른 발열 문제를 정조준했다. HBM 패키지 내부에 냉각 요소를 넣어 열 배출 경로를 개선한 ‘iHBM’ 기술을 공개하면서다. AI 서버와 고성능 컴퓨팅 시장에서 메모리 대역폭뿐 아니라 전력 효율과 냉각 안정성이 중요해지는 만큼, HBM 기술 경쟁은 속도와 적층 단수를 넘어 열 관리 영역으로 확장되고 있다.

    SK하이닉스는 26일 HBM 패키지 안에 일체형 냉각 요소인 ICE를 적용한 iHBM 기술을 공개했다. ICE는 전기는 통하지 않지만 열전도율이 높은 실리콘 소재를 활용해 패키지 내부에 별도 열 배출 통로를 만드는 냉각 구조다.

    HBM은 AI(인공지능) 연산 수요 확대에 맞춰 적층 단수를 늘리고 데이터 처리 속도를 높이는 방향으로 발전해 왔다. 그러나 고속화와 고집적화가 진행될수록 발열 부담도 커진다. 특히 HBM 베이스다이와 AI 고속 다이 사이에서 초고속 데이터 통신을 담당하는 D2D PHY 구간은 열이 집중되는 핵심 영역으로 꼽힌다.

    iHBM은 이 발열 구간에 냉각 요소를 직접 배치한 것이 특징이다. 기존 HBM은 발생한 열을 코어 다이를 거쳐 외부로 내보내는 간접 방식에 의존했다. 반면 iHBM은 D2D PHY 영역 안에 ICE를 넣어 열이 빠져나갈 수 있는 전용 경로를 추가했다.

    SK하이닉스는 이를 통해 기존 대비 열저항을 30% 이상 낮췄다고 설명했다. 열저항이 낮아지면 고온·고부하 환경에서도 칩의 동작 안정성을 높일 수 있다. AI 데이터센터처럼 장시간 대규모 연산이 이어지는 환경에서는 발열 제어가 성능 유지, 전력 효율, 냉각 비용을 좌우하는 핵심 요소다.

    양산성과 고객 적용 편의성도 강조됐다. SK하이닉스는 iHBM에 Advanced MR-MUF 기반 WLP 공정을 적용했다. MR-MUF는 적층한 반도체 칩 사이를 보호재로 채워 회로를 보호하는 패키징 공정이다. WLP는 웨이퍼 상태에서 패키징과 테스트를 진행하는 기술이다.

    이미 검증된 공정을 활용한 만큼 대량 생산 안정성을 확보할 수 있다는 게 회사 측 설명이다. 고객사 입장에서도 기존 SiP 환경과의 설계 호환성이 높아 시스템 구조를 크게 바꾸지 않고 적용을 검토할 수 있다. 신규 냉각 기술이 실제 제품 채택으로 이어지려면 성능 개선뿐 아니라 양산성과 호환성이 함께 확보돼야 한다는 점에서 의미가 있다. SK하이닉스는 iHBM 기술을 HBM5 등 차세대 제품부터 적용할 계획이다.