▲ SK하이닉스가 개발한 ‘iHBM’ 기술 개념도(출처:SK하이닉스)

SK하이닉스가 HBM(고대역폭메모리)의 발열 문제를 해결하기 위해 내부에 열 배출 경로를 추가하는 기술을 개발해 인공지능(AI) 시스템 효율성 향상에 기여할 전망이다.

SK하이닉스는 HBM 패키지에 일체형 냉각 요소 ‘ICE(Integrated Cooling Elements)’를 내재해 발열을 획기적으로 낮춘 ‘iHBM’ 기술을 26일 공개했다.

폭증하는 AI 연산 수요 대응을 위해 HBM은 적층 단수 확대와 고속화를 거듭하며 성능이 발전하고 있지만, 동시에 발열이 높아지는 문제가 발생할 수 있다. 이에 HBM과 GPU를 연결하는 D2D PHY(Die-to-Die Physical Layer) 구간의 발열 밀도를 효과적으로 제어하는 기술이 차세대 HBM 기술 경쟁력의 핵심으로 부상하고 있다.

기존 HBM은 열을 코어 다이(Core Die)를 거쳐 외부로 내보내는 간접적인 방식에 의존해 왔다. 이번에 SK하이닉스는 발열이 가장 집중되는 D2D PHY 영역 안에 전기는 통하지 않지만 열 전도가 높은 실리콘 소재를 활용한 열 제어 소자(ICE)를 넣어 열이 빠져 나갈 수 있는 전용 경로(Heat Path)를 별도로 만들었다.

이를 통해 기존 대비 열저항(Thermal Resistance)을 30% 이상 낮추고, 고온·고부하 환경에서도 안정적인 동작 특성을 유지할 수 있는 것으로 나타났다.

양산성 측면에서도 강점을 갖췄다. 이미 시장에서 검증된 Advanced MR-MUF(Mass Reflow Molded Underfill)) 기반 WLP(웨어퍼 레벨 패키징) 공정을 적용해 안정적인 대량 생산이 가능하다. 고객사의 기존 SiP(시스템 통합 패키지) 환경과 높은 설계 호환성을 확보한 만큼, 고객들은 큰 설계 변경 없이 즉시 적용이 가능해 실질적인 도입 부담도 낮췄다.

SK하이닉스는 iHBM 기술을 HBM5 등 차세대 제품부터 적용해 고성능 컴퓨팅(HPC), AI 데이터센터 등 초고집적·초고대역폭 환경에서 요구되는 열 관리 수준을 충족하며 시스템 전반의 안정성과 운영 효율을 높인다는 계획이다.

SK하이닉스 이강욱 부사장(PKG개발 담당)은 “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.