대규모 공정 전환 없이 안정적인 대량 생산 가능한 것도 장점
SK하이닉스가 공개한 iHBM 개념도. (사진=SK하이닉스)
[딜라이트닷넷=장영일 기자] 인공지능(AI) 반도체 시장의 최대 난제로 꼽히는 ‘발열 문제’를 해결하기 위해 SK하이닉스가 혁신적인 첨단 패키징 카드를 꺼내 들었다.
SK하이닉스는 HBM(고대역폭메모리) 패키지 내부에 일체형 냉각 요소인 ‘ICE’를 내재해 발열을 획기적으로 낮춘 ‘iHBM’ 기술을 26일 전격 공개했다.
AI 연산 수요가 폭증하면서 HBM은 칩을 더 높이 쌓고 속도를 올리는 방향으로 진화해 왔다. 하지만 성능이 높아질수록 단위 면적당 발생하는 열(발열 밀도)도 함께 치솟아 시스템 안정성을 위협하는 요인으로 지적됐다.
특히 HBM과 GPU를 연결하며 초고속 데이터 통신을 담당하는 물리적 통로인 ‘D2D PHY’ 구간의 발열 제어가 차세대 HBM 경쟁력의 핵심으로 떠오른 상황이다.
SK하이닉스가 선보인 ‘iHBM’은 이 문제를 구조적으로 해결했다.
기존 HBM은 열이 내부 코어 다이를 거쳐 외부로 돌아 나가는 간접적인 방식이었던 반면, iHBM은 가장 뜨거운 D2D PHY 영역 내부에 전기 통하지 않는 고열전도 실리콘 소재의 냉각 소자(ICE)를 직접 박아 넣었다.
열이 빠져나갈 수 있는 ‘전용 고속도로(Heat Path)’를 패키지 안에 새로 깔아준 셈이다. 이를 통해 기존 제품 대비 열 저항을 30% 이상 낮추며 고온·고부하 환경에서도 안정적인 구동을 구현했다.
대량 생산을 위한 양산성과 고객사 편의성도 동시에 잡았다.
SK하이닉스는 이미 독점적 시장 지위를 굳힌 '어드밴스드 MR-MUF' 기반의 웨이퍼 수준 패키징(WLP) 공정을 그대로 적용했다.
덕분에 추가적인 대규모 공정 전환 없이 안정적인 대량 생산이 가능하다. 또 고객사의 기존 시스템 통합 패키지(SiP) 환경과 설계 호환성이 높아, 엔비디아 등 빅테크 고객사들은 별도의 큰 설계 변경 없이 iHBM을 즉시 도입할 수 있어 비용 부담을 덜게 됐다.
SK하이닉스는 이번에 개발한 iHBM 기술을 차세대 고성능 제품인 ‘HBM5’부터 본격 적용할 방침이다.
초고집적 AI 데이터센터 등 극단적인 열 관리가 필요한 환경을 선제적으로 공략해 시장 리더십을 지키겠다는 전략이다.
SK하이닉스 이강욱 부사장은 “iHBM은 메모리 설계 역량과 첨단 패키징 기술을 결합해 발열을 최소화한 최적의 설루션”이라며 “AI 환경에서 고객이 필요로 하는 가치를 선제적으로 제공하며 글로벌 AI 메모리 리더십을 더욱 공고히 하겠다”고 말했다.
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