고대역폭메모리(HBM) 발열 관리가 수율 확보의 주요 변수로 떠오른 가운데, 반도체 발열 관리 핵심인 '방열 소재(TIM, Thermal Interface Materials)' 시장에 한국 토종기업들이 본격 공략에 나선다.
10일 관련 업계에 따르면 국내 기업 엠티아이(MTI)는 최근 수요가 급증하고 있는 2W(W/m·K) 및 5W급 고기능성 열전도 소재(TIM) 라인업을 구축하고 양산 체제를 완비했다.
와트 퍼 미터 켈빈(W/m·K)은 두께 1미터 물질에서 양쪽 온도가 1K 차이가 날 때, 1초 동안 전달되는 열 에너지(W)를 뜻한다. 수치가 높을수록 열을 빨리 발산한다는 의미다. 2W급 소재는 일상 공기보다 약 80배 열을 잘 전달한다.
엠티아이는 최근 2W·5W급 TIM에 대해 주요 반도체패키징(OSAT) 기업의 신뢰성 검증을 통과해 공정 적합성을 입증했다. 이를 발판 삼아 10W급 하이엔드(High End) 제품 개발을 본격화한다. 10W급 TIM 소재 개발을 넘어 양산 도전은 이번이 첫 사례가 될 전망이다.
HBM3급 이상 반도체에는 10W 수준 방열소재가 필수다. HBM은 아파트처럼 칩을 수직으로 적층하기 때문에 열의 병목현상이 심하다. 2W 소재를 쓰면 열이 빠져나가는 속도보다 쌓이는 속도가 더 빨라져 성능이 저하된다.
10W급 TIM 시장은 소재 기술의 정점이라 불린다. 열전도를 높이면서 입자 분산을 충족해야 하고, 동시에 소재가 도포된 두께(BLT)를 최대한 얇게 유지해야 한다. 이 3가지를 동시에 만족하는 기술은 전 세계 1위 소재 기업인 일본 신에츠화학이나 미국의 전통 강자 다우(Dow) 정도다. HBM 생산에는 이들 기업이 TIM 공급을 독점 중이다.
엠티아이는 이번 2W와 5W 양산 레퍼런스를 발판 삼아 10W 상용화 시점을 획기적으로 앞당긴다. HBM 시장이 커질수록 TIM 소재의 외산 의존도를 낮추는 것이 중요하다는 판단이다. 이를 위해 일본 선도 기업의 초정밀 분산 공정, 캐나다 인공지능(AI) 센터의 최적 배합 설계를 적용하는 3국 공조 체계를 갖췄다.
엠티아이 관계자는 “HBM 적층 단수가 높아질수록 열 관리는 반도체 수율과 직결되는 생존의 문제”라며 “현재 5W급 기술에 머물러 있는 시장의 한계를 넘어, 차세대 패키징 공정이 요구하는 10W급 고성능 시장을 선점해 필수 방열 파트너로 자리 잡겠다”고 말했다.
글로벌 TIM 시장은 HBM 수요 급증으로 빠르게 성장 중이다. 시장조사업체 마켓앤마켓에 따르면 2029년 기준 예상 규모는 56억4000만달러(약 7조8000억원), 연평균 성장률(CAGR)은 9.7%에 달한다.
이형두 기자 dudu@etnews.com
