SK하이닉스, HBM 발열 잡는 'iHBM' 공개…AI 메모리 경쟁축 '열 관리'로

HBM 패키지 안에 냉각 요소 내장…열저항 30% 이상 저감

D2D PHY 발열 집중 구간에 별도 열 배출 경로 형성

HBM5 등 차세대 제품 적용 추진…AI 데이터센터 효율 겨냥

ⓒSK하이닉스

SK하이닉스가 고대역폭메모리(HBM) 패키지 내부에 냉각 요소를 내장한 차세대 발열 저감 기술을 공개했다. AI 반도체 성능 경쟁이 HBM 적층 단수와 대역폭 확대를 넘어 전력·발열 관리로 옮겨가는 가운데, 패키지 단계에서 열을 직접 빼내는 기술로 AI 데이터센터와 고성능컴퓨팅(HPC) 시장 대응력을 높이겠다는 전략이다.

SK하이닉스는 26일 HBM 패키지에 일체형 냉각 요소인 ICE를 내재한 ‘iHBM’ 기술을 공개했다고 밝혔다. ICE는 전기는 통하지 않지만 열 전도성이 높은 실리콘 소재를 활용해 HBM 패키지 내부에 추가적인 열 배출 경로를 만드는 냉각 요소다.

HBM은 AI 연산 수요 확대에 맞춰 적층 단수와 동작 속도를 높이는 방향으로 발전해왔다. 하지만 칩을 높게 쌓고 데이터 전송량을 늘릴수록 발열 문제도 커진다. 특히 HBM 베이스다이와 AI 고속 다이 사이에서 초고속 데이터 통신을 담당하는 D2D PHY 구간은 발열 밀도가 높은 영역으로 꼽힌다.

SK하이닉스의 iHBM은 이 발열 집중 구간에 ICE를 넣어 별도의 열 배출 경로를 만드는 방식이다. 기존 HBM이 열을 코어 다이를 거쳐 외부로 내보내는 간접 방식에 의존했다면, iHBM은 발열이 몰리는 지점에서 바로 열을 빼낼 수 있도록 설계됐다. 이를 통해 기존 대비 열저항을 30% 이상 낮추고, 고온·고부하 환경에서도 안정적인 동작 특성을 확보했다는 설명이다.

양산성도 강점으로 내세웠다. SK하이닉스는 iHBM에 이미 시장에서 검증된 어드밴스드 MR-MUF 기반 웨이퍼레벨패키징(WLP) 공정을 적용했다. 기존 고객사의 시스템인패키지(SiP) 환경과 설계 호환성이 높아, 고객사가 큰 설계 변경 없이 적용할 수 있다는 점도 강조했다.

SK하이닉스는 iHBM 기술을 HBM5 등 차세대 제품부터 적용할 계획이다. 이를 통해 HPC와 AI 데이터센터 등 초고집적·초고대역폭 환경에서 요구되는 열 관리 수준을 충족하고, 시스템 전반의 안정성과 운영 효율을 높인다는 방침이다.

이강욱 SK하이닉스 PKG개발 담당 부사장은 “iHBM은 메모리 설계 역량과 첨단 패키징 기술을 결합해 개발한 발열 최소화를 위한 최적의 솔루션”이라며 “AI 환경에서 고객이 필요로 하는 가치를 선제적으로 제공하며 AI 메모리 리더십을 더욱 공고히 하겠다”고 말했다.