[서울=뉴스핌] 이나영 기자= 인공지능(AI) 반도체 시장의 급성장은 고성능 칩의 발열 문제를 해결하기 위한 새로운 열 관리 기술을 요구하고 있다. 기존 공냉식 방식의 한계를 뛰어넘는 효율적인 냉각 솔루션 개발이 업계의 주요 과제로 부각되고 있는 가운데 냉각 솔루션 전문기업 '엠에이치에스(MHS)'가 독보적인 수냉식 기술로 주목받고 있다.

MHS는 세계 최초로 초소형 수냉식 냉각 기술인 MACS(Micro Aqua Cooling System)을 개발해 반도체 냉각의 새로운 기준을 제시했다. MHS의 MACS 기술은 발열 관리가 중요한 AI 반도체 시장에서 그 중요성이 더욱 부각된다. AI 연산 성능 향상을 위한 칩 설계가 복잡해지고 전력 소모량이 급증하는 상황에서, 효율적인 냉각 솔루션은 기술적 차별화의 핵심 요소로 작용하고 있기 때문이다.

지난 26일 엠에이치에스 본사에서 만난 임종수 대표는 "최근 부상하고 있는 AI반도체는 방대한 데이터와 초고속 네트워크, 인공지능 알고리즘을 구현하는 등 성능이 향상되면서 발열량도 증가하고 있다. AI 반도체의 발열 문제로 기존 공냉식 시스템은 한계에 직면했고, 새로운 냉각 시스템으로의 전환이 불가피한 상황이다"며 "MHS는 세계 최초로 개발한 MACS 기술을 통해 최대 성능 구현이 가능한 수냉식 냉각 기술을 보유하고 있다"고 말했다.

◆ AI 반도체 발열 "수냉식 냉각방식 '선택' 아닌 '필수'"

반도체는 작은 공간에 고전력을 투입해 작동에 발열 문제가 필연적으로 발생한다. 발열은 반도체의 성능을 저하시킬 뿐만 아니라, 장기적으로는 손상을 초래할 수 있다. 기존 공냉식 냉각 장치(히트싱크)는 500와트(W) 이상의 발열을 감당하는 데 한계가 있으며, 엔비디아의 H100처럼 열설계점(TDP)이 700W에 이르는 고성능 칩에서는 더 이상 효율적인 냉각이 불가능하다.

임 대표는 "엔비디아의 차세대 제품 '블랙웰'기반 B100모델은 TDP가 1000W이상이다. 이처럼 앞으로 AI 반도체는 더 많은 발열량이 계속 발생할 것으로, 수냉식 냉각방식은 선택이 아닌 필수가 되는 상황이다"고 밝혔다.

대만 리서치 회사 트렌드포스에 따르면 지난해 전 세계 AI 서버 출하량은 118만 대에 달해 전체 서버의 약 10%를 차지했흐며, 오는 2026년에 236만 대로 증가할 것으로 추정했다. 시장조사업체 가트너에 따르면 올해 428억 달러(약 60조)인 AI 반도체 시장 규모는 오는 2027년 1194억 달러(약 165 조원)로 폭발적인 성장을 기록할 것으로 전망한다.

MHS는 독보적인 전산유체역학(CFD) 열유동 해석 시뮬레이션 기술을 활용해 고객 맞춤형 냉각 솔루션을 설계하고 제품을 생산하는 국내 유일의 기업이다. MHS의 MACS 기술은 컴팩트한 설계를 통해 기존 공냉식 인프라를 수정하지 않고도 적용할 수 있다. 이는 공냉식 대비 적은 공간에서 더 나은 성능을 제공하며, 발열 문제로 발생할 수 있는 데이터센터 운영 효율 저하를 방지한다. 

임 대표는 "MACS 기술은 공냉식 히트싱크와 동일한 크기에서 수냉식 냉각의 최대 성능을 구현한다. 이 기술은 마이크로 채널을 활용해 열 저항을 줄이고, 열 교환 면적을 극대화했다. MACS는 기존 수냉식 대비 1.4배 높은 냉각 효율을 제공하며, 고성능 반도체의 발열 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 솔루션으로 자리 잡았다"고 설명했다.

◆ 'MACS' 기술 다양한 사업 분야 적용..."반도체부터 바이오·항공까지"

글로벌 반도체 기업의 차세대 칩이 점점 더 높은 TDP를 요구하면서 MACS 기술에 대한 국내외 기업들의 관심도 높아지고 있다.

임 대표는 "글로벌 AI 반도체 업체와도 상세한 기술 자료를 공유하며 제품에 대해 소통하고 있다"며 "MHS의 기술은 단순히 AI 반도체 시장에만 국한되지 않는다. 가전제품, 자동차, 방산, 통신 장비 등 다양한 응용 분야에 활용될 수 있다"고 말했다. 

실제 MHS는 다양한 산업 분야에서 기업들과 협업해 오고 있다. AI 반도체 분야에서는 '퓨리오사에이아이·리벨리온·딥엑스' 와 협력하며 기술력을 인정받고 있으며, 자율주행 분야 'HL클레무브'가 있다. 바이오·의료기기 분야에는 '지멘스헬시니어스·브라이토닉스이미징·씨젠·오스테오시스가', 항공 분야 '휴니드테크놀러지스가 있다. 이외에도 차량용 반도체, 통신, 생활가전 등 다양한 산업 분야에서 기업과 협업 및 제품 납품을 통해 자체 기술력을 인정받고 있다.

최근 MHS는 정수기와 친환경 창문형 에어컨 개발에도 기술을 적용했다. 열전소자 기반의 냉각 기술을 활용해 기존 대비 에너지 효율성을 크게 향상한 제품으로, 환경 문제 해결에도 기여할 수 있을 것으로 보인다.

임 대표는 "MHS는 냉각모듈의 최적화 해석 및 설계 노하우를 가지고 있다. AI 반도체 시장의 성장 속도가 가파른 만큼, 적시에 적합한 기술을 제공하는 것이 중요하다"며 "고성능 칩의 냉각을 해결할 수 있는 독보적인 기술력을 통해 글로벌 시장에서 경쟁력을 높일 것"이라고 강조했다.

nylee54@newspim.com