[더구루=정예린 기자] 삼성전자가 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)에 처음 적용해 주목받은 방열 구조 'HPB(Heat Path Block)'가 퀄컴 차세대 플래그십 모바일 칩셋 패키지 설계 도면에 적용된 정황이 포착됐다. 모바일 AP 영역에서 HPB 설계 도입 논의가 확산되며 삼성 파운드리가 먼저 적용한 패키지 구조가 업계 전반의 기술 방향으로 자리 잡을지 이목이 쏠린다.
10일 중국 IT 전문 팁스터 '픽스드 포커스 디지털(Fixed Focus Digital)’에 따르면 최근 유출된 퀄컴 차세대 모바일 AP '스냅드래곤 8 엘리트 젠 6 프로' 패키지 설계 도면에 HPB 구조와 유사한 방열 설계가 반영된 것으로 나타났다. 도면에는 'SM8975'로 표기된 패키지 개요와 함께 칩 다이 상단에 '히트 슬러그 시트(Heat Slug Sheet)'가 배치된 구조가 표시돼 있으며, 방열 금속판이 칩 위에 직접 접촉하는 형태가 반영됐다.
해당 도면에는 히트 슬러그의 높이와 접촉면 구조 등 기계적 치수까지 구체적으로 기재돼 있다. 이는 단순 콘셉트가 아니라 실제 양산을 전제로 한 패키지 설계 단계에서 방열 구조가 채택됐다는 의미로 읽힌다. 기존 모바일 AP 패키지에서 일반적으로 채택돼 온 PoP(Package on Package) 구조와 달리 D램이 칩 다이 상부를 덮지 않고 주요 발열원과 겹치지 않도록 재배치된 점도 도면에서 확인된다.
HPB는 발열이 집중되는 AP 다이 상부에 금속 방열 블록을 직접 접촉 배치한 삼성전자의 패키징 아키텍처다. 열이 D램 패키지와 몰드층, 기판 유전체층 등을 거치지 않고 외부 방열 구조로 곧바로 전달되도록 설계됐다.
기존 PoP 구조에서는 AP 다이 상부에 D램이 적층되면서 열 전달 경로가 길어지고, 열전도율이 낮은 폴리머 계열 소재를 통과해야 해 발열 해소에 구조적 한계가 있었다. HPB는 열전도율이 높은 금속 블록을 발열원 바로 위에 배치하고 D램을 측면으로 이동시켜 열 전달 경로를 단축하는 방식으로, 고부하 환경에서도 온도 상승을 억제해 지속 성능을 확보하는 데 초점을 맞췄다.
삼성전자는 차세대 스마트폰 ‘갤럭시 S26’ 시리즈에 HPB 구조를 적용한 자사 차세대 모바일 AP '엑시노스 2600'에 업계 최초로 적용한다. 갤럭시 S26 시리즈는 오는 25일 미국 샌프란시스코에서 열리는 ‘갤럭시 언팩’ 행사에서 공개된다.
엑시노스 2600에는 FoWLP(Fan-out Wafer Level Packaging) 기반 패키지에 HPB를 결합해 패키지 내부 열저항을 낮췄다. D램 패키지 면적 축소와 비대칭 배치, 신규 열 인터페이스 소재(TIM) 적용을 통해 구조적 제약을 해소한 것이 특징이다.
유출된 스냅드래곤 패키지 도면의 히트 슬러그 구조와 D램 재배치 설계는 삼성전자가 공개한 HPB 구조 설명과 동일한 방향성을 보인다. 다만 해당 구조가 삼성과 동일한 구현 방식인지는 확인되지 않았으며, 실제 양산 적용 방식은 달라질 수 있다.
HPB는 단순한 히트 스프레더나 베이퍼 챔버와 같은 시스템 방열 부품이 아니라 AP 패키지 내부의 열 전달 경로 자체를 재설계한 기술이라는 점에서 차별화된다. 스마트폰 폼팩터가 얇아지면서 시스템 레벨 방열 구조를 확장하는 데 한계가 커진 가운데 고성능 모바일 AP는 공정 미세화와 고클럭 설계로 전력 밀도가 높아져 발열 관리가 성능의 병목으로 작용해 왔다. 외부 방열 부품 확대나 소재 개선만으로는 한계가 뚜렷해지면서 발열원을 둘러싼 패키지 구조를 바꾸는 방식이 새로운 해법으로 부상하고 있다.
HPB는 SSD·메모리 등 다른 반도체 영역에서도 활용돼 온 기술로, 삼성전자는 이를 모바일 AP 패키지에 처음 적용해 주목을 받고 있다. 애플과 미디어텍 등 주요 AP 업체들도 히트 스프레더, 베이퍼 챔버, 열 인터페이스 소재 개선 등을 적용하고 있지만, PoP 구조 자체를 변경해 발열 경로를 재설계한 패키징 아키텍처를 공식적으로 도입하지는 않았다. 업계에서는 지난해 말부터 HPB 외부 채택 가능성이 가장 높은 업체로 퀄컴과 애플이 거론돼 왔다. 이번 도면 유출은 그동안 제기돼 온 '스냅드래곤 HPB 적용설(說)'이 설계 수준에서 처음 포착된 사례로 평가된다.
스냅드래곤 8 엘리트 젠 6 프로는 PoP 메모리 구조를 유지하면서 LPDDR6 또는 LPDDR5X를 지원하고, UFS 5.0 스토리지를 2레인 구성으로 채택한 것으로 나타났다. 멀티 디스플레이 출력과 고대역폭 인터페이스 구성도 반영됐다. 해당 칩셋은 아직 출시 전 단계지만, 고클럭 중앙처리장치(CPU) 구성과 차세대 메모리·스토리지 규격을 통해 전작 대비 성능 강화를 노린 퀄컴의 차세대 플래그십 모바일 AP로 분류된다.
