Samsung, Heat Path Block 냉각 기술을 적용한 첫 HBM5 목업 공개 — SK hynix와의 열 관리 경쟁 본격화

Samsung은 타이베이에서 열린 Computex 2026에서 HBM5 메모리의 첫 번째 물리적 목업 (mockup)을 전시했습니다. Tom's Hardware는 8세대 AI 메모리와 Samsung이 Heat Path Block (HPB)이라 부르는 새로운 인패키지 (in-package) 냉각 구조의 결합을 확인하기 위해 방문했습니다. 바로 지난주, 경쟁사인 SK hynix가 자체적인 iHBM 열 설계를 공개함에 따라, 이제 두 회사 모두 메모리를 프로세서에 연결하는 다이 투 다이 (die-to-die) 인터페이스의 열 병목 현상(heat bottleneck)에 집중하고 있습니다. Samsung은 또한 HBM4 및 HBM4E에 사용된 4nm 노드에서 한 단계 낮아진 자체 2nm 공정을 통해 HBM5의 베이스 다이 (base die)를 생산할 것이라고 확인했습니다.

Computex에서 Samsung 측에 따르면, HPB는 열이 코어 다이 (core dies)를 통해 외부로 방출되도록 두는 대신, 스택 내부에서 열을 끌어올려 패키지 위나 옆에 위치한 스프레더 (spreader)로 전달하는 별도의 열 기둥 (thermal pillars) 세트를 구축하는 방식입니다.

이 설계는 HBM 베이스 다이와 GPU 사이의 고속 링크인 D2D PHY 레이어 (D2D PHY layer)에 집중되어 있습니다. 스택이 더 높아지고 더 빠르게 작동할수록 전력 밀도와 온도가 기하급수적으로 증가하는 지점입니다. Samsung은 지난달 14 Gbps로 첫 12단 샘플 출하를 시작하여 16 Gbps까지 확장 가능하며, 스택당 3.6 TB/s의 대역폭 (bandwidth)을 제공하는 세대인 HBM4E에 이미 HPB를 구현하고 검증했다고 밝혔습니다.

Samsung은 메모리 사업과 로직 파운드리 (logic foundry)를 모두 운영하고 있어, HBM5 스택과 그 아래의 2nm 다이를 모두 자체적으로 제작할 수 있습니다. Korea Herald에 따르면, Samsung Device Solutions 부문의 사장이자 CTO인 송재혁 씨는 Computex에서 기자들에게 "AI 시스템이 더욱 강력해지고 밀도 있게 통합됨에 따라, 열 관리, 데이터 처리 효율성, 그리고 패키징 안정성이 메모리 성능 자체만큼이나 중요해지고 있습니다"라고 말했습니다. 송 사장은 Nvidia를 포함한 파트너들과의 협력을 통해 차세대 메모리 경쟁력을 계속해서 구축해 나갈 것이라고 덧붙였습니다.

지난해 KAIST의 로드맵에 따르면, HBM5는 4,096-bit 인터페이스, 스택당 약 4 TB/s의 대역폭, 그리고 스택당 약 100와트(W)의 전력을 사용할 것으로 예측되었습니다. 이러한 열 부하(thermal load)는 왜 한국의 두 메모리 거대 기업이 제품 출시 시점이 아닌 지금 패키징(packaging) 기술을 재설계하고 있는지를 설명하는 데 중요한 근거가 됩니다.

SK hynix 또한 다른 경로를 통해 동일한 문제에 직면했습니다. SK hynix의 iHBM 설계는 전기적으로는 비전도성이면서 열적으로는 전도성이 있는 실리콘으로 제작된 냉각 요소를 D2D PHY 계층에 내장하며, 회사는 이를 통해 현재 제품 대비 열 저항(thermal resistance)을 30% 이상 낮출 수 있다고 밝혔습니다.

SK hynix는 핫스팟(hotspot)에 냉각 요소를 직접 배치하는 방식을 선택한 반면, Samsung은 열을 핫스팟으로부터 배출하는 경로를 구축했습니다. 두 방식 모두 HBM5와 함께 데뷔할 예정이지만, 두 회사 모두 2028년 이전에는 양산에 도달할 것으로 예상하지 않기 때문에 실제로 작동하는 모습을 보기까지는 시간이 다소 걸릴 것입니다.

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Luke James는 프리랜서 작가이자 저널리스트입니다. 법학 배경을 가지고 있지만, 기술 전반, 특히 하드웨어와 마이크로일렉트로닉스(microelectronics) 및 규제 관련 사항에 개인적인 관심을 가지고 있습니다.