전북대·KIST, AI 반도체 발열 잡는 절연 방열소재 개발
낮은 필러 함량으로도 우수한 방열 성능 구현… 국제학술지 게재
송효철 기자 /  입력 : 2026년 06월 15일
전북대학교와 한국과학기술연구원(KIST) 전북분원 공동 연구팀이 인공지능(AI) 반도체와 고성능 전자소자의 발열 문제를 해결할 수 있는 차세대 절연 방열소재를 개발했다.
전북대 유기소재섬유공학과 김성륜 교수팀과 KIST 전북분원 이헌수 박사팀은 전기 절연성을 유지하면서도 열을 효과적으로 방출할 수 있는 고성능 복합소재를 개발했다고 15일 밝혔다.
최근 생성형 AI 확산과 고성능 CPU·GPU, 첨단 반도체 패키징 기술 발전으로 전자소자의 발열 문제가 핵심 기술 과제로 떠오르고 있다. 특히 AI 반도체는 고연산 과정에서 많은 열을 발생시켜 성능 저하와 수명 단축을 유발할 수 있어 효율적인 열관리 기술 확보가 중요하다.
연구팀은 플라즈마 기반 질화붕소(hBN) 표면개질 기술과 분리 구조 복합재 설계를 결합해 새로운 방열소재를 개발했다. 기존처럼 열전도성 필러를 대량으로 넣는 방식이 아니라 복합소재 내부 열 이동 경로를 정밀하게 설계해 적은 양의 필러만으로도 효율적인 열전달 네트워크를 구현한 것이 특징이다.
또 플라즈마 공정을 통해 질화붕소 표면 특성을 개선하고 고분자 입자 크기를 제어해 열 흐름을 극대화했다. 여기에 3차원 마이크로 CT 분석과 열전달 예측 모델, 유한요소해석을 결합해 방열 성능을 분석하는 통합 플랫폼도 구축했다.
연구 결과 해당 소재는 실제 GPU와 CPU 구동 환경에서도 우수한 방열 성능을 보이며 AI 반도체용 절연 열계면소재(TIM)로 활용 가능성을 입증했다.
김성륜 교수는 “AI 반도체 경쟁력은 발열 제어 기술에 달려 있다고 해도 과언이 아니다”며 “이번 연구는 계면 제어와 구조 설계, 이론 모델을 통합한 새로운 접근으로 차세대 열관리 소재 개발의 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다. |
송효철 기자 / 입력 : 2026년 06월 15일 
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