SK하이닉스, 발열 낮춘 차세대 HBM 기술 공개…“HBM5부터 적용”

열저항 30% 이상 낮춘 ‘iHBM’ 선봬
AI 데이터센터 겨냥…고온 환경서 안정성 강화

▲SK하이닉스가 공개한 `iHBM 솔루션` 개념도. (사진=SK하이닉스)

SK하이닉스가 고대역폭메모리(HBM) 내부 발열을 줄이는 차세대 냉각 기술 ‘iHBM(Integrated HBM)’을 공개했다. 인공지능(AI) 연산 확대에 따라 HBM 발열 관리 중요성이 커지는 가운데, 차세대 HBM5 제품부터 해당 기술을 적용해 AI 메모리 경쟁력을 강화한다는 전략이다.

SK하이닉스는 HBM 패키지 내부에 일체형 냉각 요소(ICE·Integrated Cooling Elements)를 넣어 발열을 낮춘 iHBM 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. ICE는 전기가 통하지 않으면서 열전도율이 높은 실리콘 소재 기반 냉각 요소로, 패키지 내부 열 배출 경로를 추가하는 역할을 한다.

최근 AI 연산 수요 증가로 HBM은 적층 단수 확대와 고속화가 이어지고 있다. 다만 성능 향상과 함께 발열 문제가 커지면서 열 관리 기술이 차세대 HBM 경쟁력의 핵심 요소로 떠오르고 있다. 특히 HBM과 그래픽처리장치(GPU)를 연결하는 D2D PHY(Die-to-Die Physical Layer) 구간은 발열 밀도가 높아 냉각 기술 중요성이 큰 영역으로 꼽힌다.

iHBM은 발열이 집중되는 D2D PHY 영역 내부에 ICE를 배치해 별도의 열 방출 통로를 만든 것이 특징이다. 기존 HBM이 코어 다이를 통해 간접적으로 열을 배출했다면, iHBM은 전용 열 배출 경로를 추가해 냉각 효율을 높였다.

SK하이닉스는 이를 통해 기존 대비 열저항(Thermal Resistance)을 30% 이상 낮췄으며 고온·고부하 환경에서도 안정적인 동작 특성을 확보했다고 설명했다.

양산 가능성도 고려했다. 회사는 기존 시장에서 검증된 MR-MUF(Mass Reflow Molded Underfill) 기반 웨이퍼 수준 패키징(WLP) 공정을 적용해 대량 생산 안정성을 확보했다고 밝혔다. 고객사의 시스템 통합 패키지(SiP) 환경과 설계 호환성이 높아 별도 구조 변경 없이 적용할 수 있다는 설명이다.

SK하이닉스는 향후 HBM5 등 차세대 제품군부터 iHBM 기술을 적용해 AI 데이터센터와 고성능 컴퓨팅(HPC) 시장에서 요구되는 열 관리 수준을 충족한다는 계획이다.

이강욱 SK하이닉스 패키지(PKG)개발 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 강화하겠다”고 말했다.