칩 속 냉각 통로로 온도 30% 낮춰고성능 메모리 안정화 핵심 기술대량 생산·기존 패키지 호환 가능 SK하이닉스가 차세대 고대역폭메모리(HBM)의 최대 난제인 발열 문제를 해결할 신기술로 ‘iHBM’을 공개했다. 인공지능(AI) 연산 확대와 함께 HBM의 적층 단수와 속도가 급격히 향상되면서, 업계는 ‘발열 제어’ 기술이 차세대 AI 메모리 시장에서 핵심 경쟁력이 될 것으로 보고 있다. SK하이닉스 역시 iHBM을 앞세워 차세대 HBM 시장에서 발열 제어 주도권 확보에 나선 셈이다. SK하이닉스는 26일 iHBM 기술을 공개했다. HBM 패키지 내부에 전기는 통하지 않지만 열 전도율이 높은 실리콘 소재인 ‘ICE’를 넣어 열이 빠져나가는 ‘추가 통로’를 만드는 방식으로 열 방출 경로를 개선했다. 기존 HBM이 내부 열을 외부로 전달해 식히는 구조였다면, iHBM은 내부 발열 구간을 직접 관리하는 구조로 진화한 것이다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 데이터 처리 속도를 높인 AI용 핵심 메모리다. 최근 AI의 확산으로 그래픽처리장치(GPU)와 HBM 간 데이터 처리량이 폭증하면서 메모리 성능은 향상됐지만 적층 수가 늘고 속도가 빨라질수록 발열도 함께 증가해 냉각과 안정성 확보는 새로운 과제다. 특히 업계는 HBM과 GPU를 연결하는 ‘D2D PHY’ 구간의 발열 관리가 차세대 HBM 경쟁력을 좌우할 핵심 기술이라는 입장이다. D2D PHY는 HBM과 GPU 사이에서 데이터를 초고속으로 주고받는 연결 통로다. 데이터 이동량이 많아질수록 단위 면적당 발생하는 발열량인 발열 밀도도 급격히 높아진다. iHBM은 발열이 가장 집중되는 D2D PHY 영역 안에 냉각 요소(ICE)를 넣어 열이 빠져나가는 전용 경로를 별도로 만들었다. 이를 통해 기존 대비 열저항을 30% 이상 낮췄고, 고온·고부하 환경에서도 안정적인 동작 특성을 확보했다고 SK하이닉스는 설명했다. 양산성과 고객 호환성도 강화했다. SK하이닉스는 이미 업계에서 널리 쓰이는 MR-MUF 기반 WLP 공정을 적용해 안정적으로 대량 생산이 가능하다고 밝혔다. MR-MUF는 반도체 칩 사이를 보호재로 채워 열과 충격에 견디도록 만드는 공정이며, WLP는 반도체를 자르기 전 웨이퍼 상태에서 패키징과 검사를 동시에 진행해 생산 효율을 높이는 기술이다. 또 고객사가 현재 사용하는 반도체 패키지 구조(SiP)와도 높은 호환성을 확보해 큰 설계 변경 없이 바로 적용할 수 있도록 했다. SiP는 서로 다른 기능의 반도체 칩을 하나의 패키지 안에 넣어 하나의 시스템처럼 작동하게 만드는 기술이다. SK하이닉스는 iHBM 기술을 고성능컴퓨팅(HPC), AI 데이터센터 등 초고집적·초고대역폭 환경에 적용해 시스템 안정성과 운영 효율을 더욱 높일 것으로 예상된다. 또 고온에서 안정적으로 작동하는 메모리 반도체를 원하는 엔비디아와의 협력 관계를 더욱 강화할 수 있을 것으로 보인다.

SK하이닉스가 CMOS 이미지센서(CIS) 사업 부문을 인공지능(AI) 메모리 분야로 통합한다. AI 메모리 경쟁력을 제고해 ‘풀 스택 AI 메모리 프로바이더’(전방위 AI 메모리 공급자)로서의 입지를 강화한다는 취지다. SK하이닉스는 6일 CIS 사업 부문 구성원을 상대로 소통 행사를 열고 “글로벌 AI 중심 기업으로서의 입지를 굳건히 하기 위해 CIS 사업 부문이 지닌 역량을 AI 메모리 분야로 전환한다”고 밝혔다. 그간 스마트폰 시장 둔화에 따라 이미지센서 사업의 수익성이 부진했던 만큼 ‘선택과 집중’을 통해 AI 메모리 경쟁력을 강화하는 데 역량을 집중한다는 전략으로 풀이된다. SK하이닉스는 “CIS 사업 부문은 2007년 출범 이후 여러 어려움을 극복하고 모바일 시장에 진입해 소기의 성과를 달성했다”며 “여기서 우리는 메모리만으로는 경험할 수 없는 로직 반도체 기술과 커스텀(맞춤형) 비즈니스 역량을 얻게 됐다”고 설명했다. 이어 “현재 회사는 AI 산업의 핵심 기업으로 거듭나기 위한 대전환기를 맞이했다”며 “CIS 사업 부문이 보유한 기술과 경험은 AI 메모리 경쟁력을 강화하는 데 꼭 필요한 만큼 전사의 역량을 한데 모으기 위해 이번 결정을 했다”고 덧붙였다. SK하이닉스는 “이번 결정이 회사의 AI 메모리 경쟁력을 한단계 성장시키며 ‘풀 스택 AI 메모리 프로바이더’로서 회사의 위상을 공고히 하는 데 기여할 것으로 기대하고 있다”며 “이를 통해 주주 가치도 극대화하고자 한다”고 강조했다. SK하이닉스는 기존 CIS 사업 부문 소속 구성원이 새로운 조직으로 이동하는 데 있어 개인의 전문 역량을 충분히 발휘할 수 있도록 ‘원팀 마인드’ 차원에서 적극 지원한다는 방침이다. 곽노정 SK하이닉스 최고경영자(CEO)도 이날 구성원에게 CEO 레터를 보내 “우리는 함께 성장하는 ‘원팀’으로서 우리가 함께 쌓아온 역량과 경험을 바탕으로 더 큰 성장을 이뤄 나가길 기대한다”고 언급한 것으로 전해졌다. 이미지센서는 빛을 감지해 전기적 신호로 전환한 후 이를 다시 디지털 데이터로 변환, 영상을 출력해 주는 칩으로, CMOS공정으로 생산되는 반도체 소자를 CIS라고 부른다. 주로 카메라폰, 웹카메라, 의학용 소형 촬영장비 등에서 일종의 전자 필름 역할을 한다. SK하이닉스는 2008년 CIS 개발업체 실리콘화일을 인수하며 이미지센서 시장에 본격 진출한 뒤, 2019년 일본에 CIS 연구개발(R&D) 센터를 개소하고 같은 해 이미지센서 브랜드 ‘블랙펄’을 출시했다. 그간 회사 안팎에서 수익성이 부진한 CIS 사업을 접거나 축소해야 한다는 의견이 나왔으나 SK하이닉스 측은 지난해 연말 조직 개편에서는 CIS 개발 조직을 미래기술연구원으로 옮기고 차선용 미래기술연구원장(CTO·최고기술책임자)이 CIS 개발 담당을 겸하도록 한 바 있다.