HBM4E 방열 솔루션 기업별 기술 비교와 수혜 업체

AI 반도체 경쟁이 심화되면서 HBM4E의 방열 기술이 성능만큼 중요해졌어요. SK하이닉스와 삼성전자가 각각 다른 접근 방식으로 열저항을 개선하고 있는데, 이 기술 뒤에는 장비·냉각 기업들이 함께 움직이고 있습니다. 오늘은 HBM4E 방열 솔루션의 핵심과 수혜 업체를 정리해 드릴게요.

HBM4E에서 방열이 중요한 이유

HBM(고대역폭 메모리)은 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 올린 구조예요. 이렇게 적층하면 대역폭은 엄청나지만, 한 가지 문제가 생기죠. 바로 열 배출 경로가 복잡해진다는 것입니다.

아래층 칩에서 발생한 열이 위층을 모두 거쳐야 밖으로 나가기 때문에, 각 층이 쌓일수록 열저항이 높아져요. 여기에 GPU와 HBM이 가까이 배치되면서 전체 칩 온도가 크게 올라갑니다.

방열이 제대로 안 되면 어떻게 될까요?

• 과열로 인한 스로틀링 발생 → 성능 저하
• 냉각 장비 가동 시간 증가 → 데이터센터 운영비 급증
• 칩 수명 단축 → 신뢰성 저하

특히 향후 적층이 12단에서 16단, 20단 이상으로 높아질수록 이 문제는 더 심각해질 거예요. 그래서 지금 방열 기술 개선이 반도체 경쟁에서 핵심이 되고 있는 거죠.

SK하이닉스의 어드밴스드 MR-MUF 공정

SK하이닉스는 칩 내부의 열을 더 효율적으로 배출하기 위해 어드밴스드 MR-MUF 공정을 개발했어요. 2026년 6월 18일부터 샘플 공급을 시작했습니다.

이 기술의 핵심은 간단하면서도 혁신적이에요. 칩들 사이의 미세한 공간에 액체 형태의 보호재를 주입한 다음 경화시키는 방식이거든요. 그러면 어떤 효과가 있을까요?

• 열을 더 효율적으로 배출
• 칩 구조를 동시에 강화
• HBM4 대비 열저항 17% 감소
• 전력 효율 20% 이상 개선

SK하이닉스는 여기서 한 발 더 나아가 iHBM이라는 형태로 진화시킬 계획이에요. 내부에 냉각 요소를 직접 통합하는 기술인데, 이게 상용화되면 방열 게임이 완전히 바뀔 겁니다.

삼성전자의 패키징 구조 최적화

삼성전자는 다른 접근 방식을 택했어요. HBM4E 12단 패키징 구조 자체를 최적화하는 방향이죠. 2026년 5월 29일 샘플 공급을 시작했습니다.

패키징 구조를 최적화한다는 게 무엇일까요? 칩들을 쌓고 배선하는 방식을 개선해서 열이 더 쉽게 배출되도록 설계하는 거예요.

SK하이닉스의 17% 감소보다는 조금 낮지만, 삼성전자는 전체 패키징 구조의 안정성과 생산성을 함께 고려한 솔루션을 제시하고 있어요. 두 회사의 접근이 다른 이유는 기술 철학의 차이 때문입니다.

방열 솔루션으로 수혜 받는 기업들

HBM4E 방열 기술 경쟁은 SK하이닉스·삼성전자만의 싸움이 아니에요. 공정 장비부터 데이터센터 냉각까지, 뒤에서 받쳐주는 기업들이 함께 움직이고 있습니다.

▸ 공정 장비 기업

• 한미반도체: HBM 적층용 TC본더(열압착기) 및 와이드 TC본더 공급
• 에스티아이: MR-MUF 공정용 리플로 장비 공급
• 저스템: 범프 제거 하이브리드 접합 장비 개발 중 (미래 기술)

이들 기업은 HBM 생산량이 늘어나고 공정이 고도화될수록 직접 수혜를 받게 돼요.

▸ 데이터센터 냉각 기업

• GST: 액침냉각 장비로 서버 단위의 열을 처리
• 케이엔솔: 데이터센터 냉각 인프라 전체 구축
• S-OIL: 냉각유액 공급

칩 내부 방열이 아무리 좋아도, 데이터센터 수준에서 열을 관리하지 않으면 의미가 없거든요. AI 반도체 수요가 폭발적으로 늘어나면서 이들 업체의 역할은 점점 중요해지고 있습니다.

칩 내부 방열 vs 데이터센터 냉각, 이중 구조

HBM4E 방열 솔루션을 제대로 이해하려면 이중 구조를 알아야 해요.

1단계: 칩·패키지 내부 방열

SK하이닉스의 MR-MUF 공정이나 삼성전자의 패키징 구조 최적화 같은 기술들이 여기 해당해요. 칩 자체에서 열을 얼마나 효율적으로 배출하느냐의 문제죠. 열저항 수치가 낮을수록 성능이 안정적이고, 냉각에 필요한 에너지도 줄어듭니다.

2단계: 데이터센터 외부 냉각

아무리 칩 내부 방열이 좋아도, 데이터센터 전체 온도가 높으면 효과가 반감돼요. 그래서 액침냉각 장비, 칠러, CDU(냉각수 배분 장치) 등으로 서버 룸 전체의 열을 관리합니다. 이게 없으면 GPU와 HBM의 성능을 제대로 낼 수 없어요.

핵심은 ‘열저항 수치 개선’이에요. 단순히 “시원하게 식힌다”는 개념이 아니라, 얼마나 효율적으로 열을 제거하는지를 정량적으로 평가하는 거죠. 이것이 경쟁 기준이 되면서 각 기업들이 기술 혁신에 몰두하고 있습니다.

2026년 HBM4E 방열 기술, 앞으로의 전망

2026년 현재 SK하이닉스(6월 18일)와 삼성전자(5월 29일)가 모두 HBM4E 샘플을 공급하기 시작했어요. 이제는 단순히 기술 개발 단계를 넘어 실제 상용화 경쟁으로 접어들었다는 뜻입니다.

앞으로 어떤 방향으로 진화할까요?

• 적층 높이 증가: 12단 → 16단 → 20단 이상으로 가면서 방열 기술의 중요도는 계속 올라갈 거예요.
• 내부 냉각 통합: SK하이닉스의 iHBM처럼 칩 안에 냉각 요소를 직접 넣는 기술이 표준화될 가능성이 높습니다.
• 제조 공정 고도화: 한미반도체, 에스티아이 같은 장비 기업들의 기술도 함께 발전해야 할 거예요.
• 데이터센터 인프라 혁신: AI 수요 증가로 액침냉각 같은 새로운 냉각 방식이 표준화될 것으로 예상됩니다.

결국 HBM4E 방열 솔루션은 반도체 칩 제조사, 공정 장비사, 냉각 솔루션 업체가 함께 만드는 ‘생태계’예요. 한 분야가 앞서 나간다고 해서 전체 경쟁에서 우위를 확보할 수 없다는 뜻이죠. AI 반도체 경쟁이 심화되는 2026년 하반기, 이 분야의 기술 동향을 계속 주목할 필요가 있습니다.