김진관 우신기연 연구소장은 ‘AI 반도체 및 서버, 랙 레벨 최신냉각기술 동향’을 주제로 발표하며 “우신기연은 반도체장비 및 산업설비 제작분야에 36년 이상 경험과 기술노하우를 갖춘 기업으로 최고의 품질과 기술력을 갖췄다”라며 “이러한 경쟁력을 바탕으로 고객 니즈에 맞게 원자재부터 설계, 가공, 제작까지 원스탑서비스를 구현한다”고 소개했다.

우신기연은 반도체장비 및 설비를 설계‧가공제작하고 있으며 DC설비 및 냉각시스템으로 DLC(Direct Liquid Cooling), 액침냉각 등을 공급하고 있다.

DC는 전체소비에너지 중 약 38%를 쿨링에 사용하고 있으며 DC에너지효율성 판단기준인 PUE기준으로 리퀴드쿨링을 활용할 경우 공랭식 최고효율 1.5에서 1.2 이하로 낮출 수 있는 솔루션으로 주목받고 있다.

AI반도체의 경우 발열량이 커 쿨링에 필요한 에너지는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 현재 AI DC 주력 서버인 엔비디아 H100의 경우 최대 소비전력이 10.2kW이며 일간 전기요금이 서버 1대에 3만6,720원이며 연간으로 환산하면 1,321만9,200원에 달한다. 차세대 엔비디아 AI반도체인 블랙웰 B200은 소비전력이 40% 높은 14.3kW이며 일간 전기요금 5만1,480원, 연간 1,853만2,800원에 달한다.

이러한 AI반도체는 TDP(열설계전력)가 1,000W를 넘기 때문에 리퀴드쿨링 필수적이다. 통상 TDP 700W인 H100 수준까지 공랭식이 가능한 것으로 평가되며 그 이상 모델은 액체냉각을 기본사양으로 채택하고 있다. 이에 따라 글로벌 시장조사기업 델오로그룹(Dell Oro Guoup)은 리퀴드쿨링시장을 2027년까지 약 17억달러(약 2조3,800억원)로 성장할 것으로 전망했다.

대표적인 리퀴드쿨링인 DLC와 액침냉각을 비교하면 DLC는 열효율은 액침냉각이 더 높지만 에너지소비량은 액침냉각이 더 큰 것으로 평가된다. 비용적으로는 초기투자비는 일반적으로 DLC가 더 크지만 유지관리비용은 액침냉각이 더 클 것으로 예상된다. 또한 DLC는 시스템 복잡성이 커 누수위험성이 높지만 액침냉각에 비해 시스템유연성이 더 높은 것으로 평가된다.

김진관 연구소장은 “결국 낮은 에너비비용을 사용해 점점 더 높아지는 소자 TDP를 감당하며 적정 동작온도인 30~50℃를 유지할 수 있는지가 리퀴드쿨링의 관건이 될 것”이라며 “이를 기반으로 DLC와 액침냉각 중 더 효율적일지를 판단해야 한다”고 밝혔다.