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가장 먼저 고대역폭 메모리(HBM)를 제조한 기업 중 하나인 한국의 메모리 거인 SK하이닉스가 'iHBM'으로 불리는 차세대 HBM 메모리를 위해 공급망 파트너사들과 협의 중인 것으로 알려졌습니다. HBM 메모리 칩은 베이스 다이(base die)와 여러 층의 D램을 서로 적층하는 구조인데, 방열판(히트싱크)이나 수랭 쿨러가 스택의 최상단에 위치하기 때문에 열 방출 문제가 발생합니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 SK하이닉스는 열 방출을 개선하고자 HBM 패키지 내부에 냉각 요소를 직접 통합했습니다.
SK하이닉스, iHBM 메모리 칩을 위해 업계 파트너들과 논의에 돌입한 것으로 알려져 HBM 칩은 D램 모듈들을 서로 차곡차곡 적층하여 제조됩니다. 이러한 층들은 GPU 칩과 나란히 배치될 수 있도록 해주는 실리콘 인터포저(silicon interposer)와 연결된 베이스 다이 위에 쌓입니다. 인터포저는 다시 패키지 기판(substrate)에 연결되고, 이 기판은 패키지를 전체 컴퓨터 시스템과 연결하는 인쇄회로기판(PCB)과 이어집니다.
HBM D램 스택 내부에서는 D램 층에서 발생한 열이 종종 위쪽과 아래쪽으로 동시에 이동해야 합니다. 패키지 상단에는 패키지의 히트 스프레더와 콜드 플레이트가 자리 잡고 있으며, 하단의 기판은 시스템의 방열판으로 열을 전달합니다.
한국 매체인 전자신문(ETNews)의 보도에 따르면, SK하이닉스는 차세대 iHBM 메모리 칩 설계에 진전을 보이기 시작했습니다. 세부 내용에 따르면 회사는 국내외 소재·부품·장비(소부장) 협력사들과 생산 계획을 논의하고 있습니다. 이 논의에는 HBM 메모리의 발열을 줄이기 위한 iHBM의 실제 적용 및 양산 계획이 포함되어 있습니다.
구체적으로 인용된 소식통들은 SK하이닉스가 iHBM 기술의 양산 가능성과 상용화에 관심을 두고 있다고 설명합니다. 스택의 중간 부분에 열이 갇히곤 하는 기존 HBM 스택의 열 방출 한계를 극복하기 위해, iHBM은 다이 투 다이 물리 계층(D2D PHY) 구간에 일체형 냉각 요소(ICE, Integrated Cooling Elements)라고 불리는 열 제어 소자를 배치하여 열 저항(thermal resistance)을 최대 30%까지 낮출 예정입니다.
현재 SK하이닉스는 HBM4 메모리 칩 제조에 집중하고 있지만, 차세대 HBM5 칩부터 iHBM 기술을 적용한다는 계획을 세워두고 있습니다. 전자신문의 소식통들은 SK하이닉스의 매스 리플로우 몰디드 언더필(MR-MUF) 공정 기술이 iHBM 기술에도 그대로 사용될 예정이므로, 공급망 구축 역시 기존 협력사 체계와 유사할 것으로 보고 있습니다.
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