SK하이닉스가 26일 HBM 패키지 내부에 일체형 냉각 요소(ICE)를 내재화한 ‘iHBM’ 기술을 공개했다. AI 연산 수요 폭증으로 HBM의 적층 확대와 고속화가 진행되는 가운데, 발열이 가장 집중되는 D2D PHY 구간의 열을 효과적으로 제어해 고부하 환경에서도 안정적인 동작을 가능하게 한 기술이다.

이번에 선보인 iHBM은 기존 HBM이 코어 다이를 거쳐 열을 간접 배출하던 방식에서 벗어나, 발열 밀도가 높은 D2D PHY 영역에 열 전도성이 뛰어난 실리콘 기반 ICE를 직접 삽입해 전용 열 배출 경로(Heat Path)를 만든 것이 특징이다. 이를 통해 열저항(Thermal Resistance)을 기존 대비 30% 이상 낮추면서 고온·고부하 상황에서도 메모리 성능의 안정성을 크게 높였다.

최근 생성형 AI 훈련과 실시간 추론 수요가 폭발적으로 늘면서 HBM 메모리는 더 많은 층을 적층하고 동작 속도를 높여가는 추세다. 그러나 이 과정에서 단위 면적당 발생하는 발열량인 발열 밀도가 급격히 증가하는 문제가 부각되고 있다. 특히 HBM과 GPU 사이 초고속 데이터 연결 통로인 D2D PHY 구간은 열이 집중되기 쉬워, 차세대 HBM 개발에서 열 관리가 가장 중요한 기술 경쟁력으로 자리 잡았다.

iHBM은 양산성 측면에서도 강점을 보인다. 이미 시장에서 검증된 Advanced MR-MUF 공정 기반 WLP 기술을 적용해 안정적인 대량 생산이 가능하며, 고객사의 기존 SiP 환경과 높은 호환성을 확보했다. 이로 인해 고객들은 큰 설계 변경 없이 iHBM을 빠르게 도입할 수 있게 됐다.

SK하이닉스는 이번 기술을 HBM5를 비롯한 차세대 제품부터 적용해 고성능 컴퓨팅(HPC)과 AI 데이터센터 환경에서 요구되는 열 관리 수준을 충족시킨다는 계획이다. 이를 통해 시스템 전체의 안정성과 운영 효율을 높이고 AI 메모리 시장에서의 리더십을 강화할 전망이다.

이강욱 SK하이닉스 패키지(PKG) 개발 담당 부사장은 “iHBM은 메모리 설계와 첨단 패키징 기술을 결합해 발열을 최소화한 기술”이라며 “AI 환경에서 고객이 요구하는 가치를 선제적으로 제공해 AI 메모리 경쟁력을 강화해 나가겠다”고 말했다.