2026.09.02 / 뉴스토마토 이명신 기자
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1. 핵심 한 줄
① 발열이 인공지능 반도체 성능 향상의 핵심 병목으로 떠오르면서 업계의 냉각 솔루션 기술 개발에 속도가 붙고 있다.
② 연산 성능을 높이려고 더 많은 반도체를 하나의 패키지에 집적하면서 전력 소모와 발열이 함께 늘고 있기 때문이다.
③ 업계는 열이 빠져나가는 경로를 줄이고 냉각소재를 발열원에 더 가까이 가져가는 방향에 초점을 맞추고 있다.
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2. 세미콘 타이완에서 나온 진단
① TSMC와 AMD는 1일 대만 타이베이에서 열린 세미콘 타이완 2026에서 AI 반도체의 발열 문제와 차세대 열관리 기술을 주요 화두로 제시했다.
② 제임스 첸 TSMC 첨단패키징 연구개발 부문 디렉터는 AI 반도체의 집적 규모가 커지면서 앞으로 단일 시스템의 전력 소모가 크게 늘어날 것으로 내다봤다.
③ 성능을 높이는 것뿐 아니라 늘어나는 전력을 공급하고 그 과정에서 나오는 열을 효과적으로 빼내는 기술도 주요 과제로 떠오른 셈이다.
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3. TSMC의 해법
① TSMC는 전력과 발열을 함께 풀기 위해 칩 단위를 넘어 시스템 전체를 최적화하는 시스템 기술 공동 최적화, STCO를 강조했다.
② 일반적으로 칩에서 발생한 열은 열전도소재 TIM과 덮개 등을 거쳐 냉각장치로 전달되는데, 중간 구조가 늘어날수록 열이 이동할 때 받는 저항인 열저항도 커질 수 있다.
③ TSMC는 TIM 등 중간 열전달 구조를 줄이는 TIM리스 방식과, 칩에 미세한 냉각 유로를 만드는 마이크로채널 등 냉각 기술을 칩·패키징과 더 밀접하게 통합하는 방향을 제시했다.
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4. AMD의 해법
① 라자 스와미나탄 AMD 이종집적기술 담당 부사장은 발열이 병목으로 떠오르고 있다고 진단했다.
② AMD는 칩과 냉각장치 사이의 덮개와 열전도소재 등 중간 구조를 줄여 열전달 경로를 단축하는 리드리스 패키지를 제시했다.
③ 열전달 성능을 높이기 위해 그래핀 등 새로운 소재를 활용하는 방안도 함께 소개했다.
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5. 삼성전자
① 삼성전자는 FMS 2026에서 신규 열관리 기술인 히트패스블록 HPB를 적용한 8세대 고대역폭메모리 HBM5 목업을 공개했다.
② HBM과 AI 칩을 연결하는 인터페이스인 물리계층 PHY 영역에서 발생하는 열을 효율적으로 분산해 외부로 방출하도록 설계한 것이 특징이다.
③ 삼성전자는 7세대인 HBM4E에서 HPB 기술을 검증하고 HBM5부터 적용할 계획이다.
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6. SK하이닉스
① SK하이닉스는 지난달 핫칩스 2026에서 HBM 패키지 내부에 냉각 요소를 넣는 iHBM 기술을 소개했다.
② 발열이 집중되는 다이 간 물리계층 D2D PHY 영역에, 전기는 통하지 않으면서 열전도성이 높은 실리콘 기반 일체형 냉각 요소 ICE를 배치하는 방식이다.
③ 기존 열 배출 경로에 새로운 통로를 추가하는 구조로, SK하이닉스는 이를 통해 기존 HBM보다 열저항을 30% 이상 낮출 수 있다고 설명했다.
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7. 왜 지금인가
① 업계가 발열 해소에 집중하는 것은 AI 반도체의 고성능·고집적화로 기존 냉각만으로는 열을 제어하기 어려워지고 있기 때문이다.
② 특히 D램을 수직으로 쌓는 HBM은 단수가 높아질수록 열을 외부로 빼내는 기술의 중요성이 커지고 있다.
③ 업계 관계자는 AI 연산량 급증으로 메모리가 처리해야 할 데이터가 늘면서 메모리의 발열 제어가 성능에 직결되고 있다고 말했다. 업계가 패키징 기술에 집중하는 것도 발열을 제어해 성능과 전력 효율을 높이기 위한 측면이라고 덧붙였다.
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8. 한 줄 요약
뉴스토마토는 세미콘 타이완 2026에서 TSMC와 AMD가 AI 반도체의 발열을 핵심 병목으로 지목하고 차세대 열관리 기술을 제시했다고 보도했다. TSMC는 중간 열전달 구조를 줄이는 TIM리스와 마이크로채널을, AMD는 리드리스 패키지와 그래핀 소재를 내놨다. 삼성전자는 HBM5에 히트패스블록을 적용할 계획이고, SK하이닉스는 패키지 내부에 냉각 요소를 넣어 열저항을 30% 이상 낮추는 iHBM을 소개했다.
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