AI 시대의 '필수' 액침냉각, 국내 통신사·정유사 협업 본격화

전 세계적으로 인공지능(AI) 산업이 가속화되면서, AI 구현의 핵심 인프라인 AI데이터센터(AIDC) 냉각 기술에 관심이 집중되고 있다. 특히 최근에는 ‘액침냉각’ 기술이 차세대 냉각 솔루션으로 급부상하고 있으며, 국내에서는 통신사와 정유사의 이례적인 협력이 본격화되고 있다.

◇ AI시대 주목받는 ‘액침냉각’, AI 구현을 위한 필수 기술

AIDC는 그래픽처리장치(GPU)·고대역폭메모리(HBM) 등으로 구성된 AI가속기들이 대규모 AI 데이터를 연산하는 과정에서 막대한 열이 발생한다. GPU 등이 과열될 경우 성능이 떨어지고 전체 시스템의 불안정성을 가져올 수 있다. 즉, 냉각이 필수인 것이다.

기본적으로 냉각 기술은 공기를 이용하는 공랭(空冷)방식과 액체를 이용한 냉각 방식이 있다. 공랭 방식은 컴퓨터 팬 등 수전을 설치해 바람으로 열을 식히는 방식으로, 냉각설비 설치가 간단하고 저렴하지만 발열이 올라갈수록 더 많은 장비와 에너지가 필요해 한계가 있다는 지적이 이어지고 있다.

반면 액체냉각은 말그대로 말그대로 냉각수를 활용하는 방식으로, 장비에 냉각판을 붙여 냉각수가 흐르도록 하는 ‘직접냉각’과 서버전체를 절연 냉각액에 담가 식히는 ‘액침냉각’으로 분류된다. 이중에서도 액침냉각은 서버나 배터리 등 열이 발생하는 전자기기를 전기가 통하지 않는 비전도성 액체에 직접 담가 냉각하는 기술로, 공랭식 냉각보다 냉각 성능이 뛰어나고, 에너지 소비를 줄일 수 있다는 점에서 효율적인 냉각 방식으로 꼽힌다.

액침냉각 기술은 글로벌 1위 AI가속기 기업 엔비디아가 차세대 칩셋인 ‘블랙웰 B200’에 도입을 공식화하면서 더욱 주목받고 있다.

◇ 액침냉각 구현에 나선 통신사 + 정유사간 콜라보

이러한 상황에서 국내 기업들도 액침냉각 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 특히 국내에서는 GS칼텍스와 LG유플러스, SK텔레콤과 SK엔무브가 각각 협업에 나섰다. 

GS칼텍스는 LG유플러스의 하이퍼스케일급 데이터센터인 평촌2센터 내 실증 데모룸에 액침냉각유를 공급하고, 액침냉각 환경에서 AI 서버 운영의 안정성 및 효율성을 실증하기 위한 협업을 시작한다고 26일 밝혔다.

GS칼텍스가 LG유플러스 데이터센터에 공급하는 액침냉각유 제품은 250℃ 이상의 고인화점을 가진 ‘Kixx Immersion Fluid S 30’다. 전투기 전자장비용 냉각제, 의약‧식품 생산공장용 윤활유, 화장품 원료 등에 사용되는 ‘폴리알파올레핀’(Poly-Alpha Olefin)을 주요 소재로 사용한 특수냉각유로, 높은 안정성을 충족시키는 동시에 인체와 환경에 미치는 영향을 최소화했다.

GS칼텍스 관계자는 “이번 공급 및 협력을 통해 액침냉각 솔루션을 활용하여 데이터센터의 효율성과 지속가능성을 더욱 높일 수 있게 됐다”며, “앞으로도 데이터센터 산업의 에너지 효율 향상을 위한 액침냉각 기술 개발 및 시장 확대를 위한 노력을 지속해 나가겠다”고 밝혔다.

SKT도 SK엔무브와 함께 AI서버 전용 액침냉각 기술 개발에 나섰다. 양사는 지난 3월 스페인 바르셀로나에서 열린 MWC 2025에서 글로벌 IT기업 '기가컴퓨팅’과 차세대 액체냉각 기술 개발 업무협약을 체결했다.

기가컴퓨팅은 AI서버, 클라우드, 엣지 컴퓨팅 및 엔터프라이즈 IT 솔루션을 제공하는 기술 기업으로, 직접 액체 냉각, 수조형 액침냉각 등 고효율 냉각 기술 개발에 집중해 왔다. SKT는 지난해 4월 인천사옥에 액침냉각 테스트 설비 및 성능 분석시스템을 구축하고, SK엔무브의 특수냉각유(Thermal Fluids, ZIC-GC2)를 통한 액침냉각 테스트를 진행해 전력 사용량 저감 등의 가시적인 성과를 도출한 바 있다. 

이처럼 액침냉각 기술 개발에 집중해온 3개사는 협력을 통해 AIDC의 GPU 등 주요 부품의 냉각성능을 최적화하고 전력 및 발열 문제를 해결하기 위한 액체냉각 기술 검증을 진행하고 있다. AI서버에 적합한 냉각 기술을 검토하고, 비용과 효율성, 운영 최적화를 고려한 데이터센터 냉각솔루션을 공동개발하는 것이 목표다.

SKT 관계자는 "SK엔무브, 기가컴퓨팅과 업무협약 이후 협력 아젠다 발굴을 위한 미팅 등 기존 계획에 따른 협력을 지속 이어가고 있다"고 말했다.  

업계 관계자들은 "AI가 고도화될수록 액침냉각이 사실상 유일한 해결책이 될 것”이라고 전망하며, "향후 액침냉각 시장은 AI 인프라의 새로운 ‘블루오션’으로 떠오를 것으로 특히 정유사가 개발하는 특수냉각유는 새로운 먹거리가 될 수 있다"고 설명했다.