하이닉스, HBM에 ‘ICE’ 심어 발열 잡는다

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열 배출 통로 뚫어 저항 30% 감소
iHBM 기술, HBM5부터 적용

SK하이닉스가 고대역폭메모리(HBM) 패키지에 일체형 냉각 요소를 내재해 발열을 획기적으로 낮춘 ‘iHBM’ 기술을 26일 공개했다. SK하이닉스제공

SK하이닉스가 인공지능(AI)용 고성능 메모리 반도체인 고대역폭메모리(HBM) 안에 열이 빠져나가는 전용 통로를 별도로 설계하는 ‘iHBM’ 기술을 26일 공개했다. 열 배출 소자 ‘ICE’를 HBM 내부에 직접 심는 방식으로, 기존 방식보다 열 저항을 30% 이상 줄일 수 있다. 8세대 HBM인 HBM5부터 적용된다.

HBM은 메모리 칩을 여러 층으로 쌓아 올려 AI 연산에 필요한 데이터를 빠르게 처리하는 반도체다. AI 수요가 늘면서 층수를 더 높이고 속도도 올리는 방향으로 발전하고 있는데, 성능이 좋아질수록 열도 더 많이 난다는 게 문제였다. 특히 HBM 내부에서 데이터를 초고속으로 주고받는 연결 구간은 열이 가장 많이 몰리는 곳으로, 이 부위의 발열을 잡는 기술이 차세대 HBM 경쟁력의 핵심으로 꼽혀 왔다.

SK하이닉스가 내놓은 해법은 그 자리에 열 배출 소자를 직접 심는 것이다. ‘ICE’는 전기는 통하지 않으면서 열만 잘 전달하는 실리콘 소재로 만들어졌다. 기존 HBM은 내부 열을 칩 본체를 한 번 거쳐 바깥으로 빼냈는데, iHBM은 열이 가장 심한 지점에 ICE를 넣어 열만 곧장 빠져나가는 별도 통로를 뚫은 셈이다. 열이 나는 곳 바로 옆에 ‘환기구’를 뚫어준 것과 비슷한 원리다. 덕분에 같은 환경에서도 온도가 낮게 유지되고, 극한 조건에서도 안정적으로 작동할 수 있다.

이 기술은 HBM5부터 적용된다. SK하이닉스는 이 기술이 기존 양산 공정에 그대로 활용할 수 있어 대량 생산에 무리가 없고, 고객사 입장에서 큰 설계 변경 없이 도입할 수 있어 부담이 적다고 설명했다. SK하이닉스는 AI 데이터센터와 고성능 컴퓨팅 분야에 순차 적용해 시스템 전반의 안정성과 효율을 높여나갈 계획이다.

이강욱 SK하이닉스 부사장(패키지 개발 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.

이민아 기자 omg@donga.com