AI 데이터센터 시장이 급성장하면서 ‘냉각 기술’이 핵심 인프라 경쟁력으로 떠오르고 있다. GPU 서버 중심의 초고발열 환경이 확산되며 기존 공랭 방식만으로는 한계가 커지고 있기 때문이다. 국내 클린룸·공조 분야 강자인 신성이엔지도 반도체 공조 기술력을 바탕으로 AI 데이터센터 냉각 시장 공략에 속도를 내고 있다.

◆ GPU 시대 열린다…국내 최초 ‘AOI 데이터센터’ 승부수

신성이엔지는 국내 최초 모듈형 일체형 데이터센터 솔루션인 ‘AOI(All in One) 시스템’을 앞세워 AI 데이터센터용 냉각 솔루션 시장 확대에 나서고 있다.

AOI 시스템은 서버랙과 냉각장비를 하나의 모듈 안에 통합한 데이터센터 솔루션이다. 기존 데이터센터가 데이터홀 단위의 공랭 중심 구조였다면, AOI 시스템은 서버랙과 냉각설비를 일체화해 냉각 효율과 공간 활용도를 높인 것이 특징이다.

회사 측에 따르면 모듈 하나당 최대 8개의 서버랙 구성이 가능하며, 공랭 기준 최대 17kW, 하이브리드(GPU) 기준 최대 140kW급 DLC(Direct Liquid Cooling·직접액체냉각)까지 지원한다. 또한 모듈형 구조를 통해 데이터홀 면적 감소와 함께 공사 기간도 약 30% 단축할 수 있도록 설계됐다.

특히 생성형 AI 확산으로 GPU 서버 밀도가 높아지면서 데이터센터 발열 문제는 업계 핵심 과제로 떠오르고 있다. 엔비디아 기반 GPU 서버는 기존 CPU 중심 서버 대비 전력 소모와 발열량이 훨씬 높은 만큼, 냉각 기술 경쟁력이 데이터센터 운영 효율을 좌우하는 요소로 부상하고 있다는 분석이다.

김태형 기술혁신본부 상무는 “기존 데이터센터는 홀 전체 공기를 냉각하는 구조였지만 GPU 서버는 발열량 자체가 훨씬 높다”며 “공기로 냉각이 안 되기 때문에 물로 냉각하는 액체냉각 방식이 필요하다”고 설명했다.

이어 “최근 GPU 서버 확대와 함께 설치 공간 부족 문제가 커지고 있다”며 “모듈형 데이터센터는 공사 기간을 단축할 수 있고 현장 작업이 줄어 안전 측면에서도 유리하다”고 말했다.

신성이엔지는 AOI 시스템에 데이터센터 환경과 서버 사양에 따라 인로우(In-Row) 쿨러와 DLC, 액침냉각 등 다양한 냉각 방식을 적용할 수 있도록 설계했다. 업계에서는 AI 데이터센터가 초고발열·고전력 구조로 빠르게 전환되면서 액체냉각 기술 경쟁 역시 본격화되고 있다고 보고 있다.

◆ 클린룸 강자…반도체 공조 기술력 확장

신성이엔지가 데이터센터 시장에서의 성공을 자신하는 배경에는 오랜 반도체 클린룸 사업 경험이 있다. 클린룸은 온도·습도·압력·공기 흐름 등을 정밀하게 제어해야 하는 고난도 공조 기술이 핵심이다.

특히 반도체 공정에서는 외부 먼지 유입을 막기 위해 클린룸 내부 압력을 외부보다 높게 유지해야 한다. 미세한 먼지 하나만으로도 반도체 수율에 영향을 줄 수 있기 때문이다.

김 상무는 “클린룸은 외부보다 압력을 높게 유지해야 문을 열었을 때 외부 먼지가 들어오지 않는다”며 “반도체 공정에서는 연중 동일한 온도와 습도를 유지하는 것이 중요하다”고 설명했다.

신성이엔지는 FFU(Fan Filter Unit)와 외조기(OAC·Outdoor Air Conditioner), 케미컬 필터 등 다양한 클린룸 장비를 자체 생산하고 있다. OAC는 클린룸 내부의 온도·습도·압력 등을 일정하게 유지하는 핵심 공조 장비다. 회사 측은 FFU 분야에서 국내 시장 점유율 90% 수준이라고 설명했다.

또 과거 일본 수입 의존도가 높았던 WSS(Water Shower System)를 국내 최초로 개발해 국산화했으며, 국내 유일의 VOCs(휘발성유기화합물) 회수용 제습기 기술도 확보하고 있다. 

김 상무는 “클린룸 관련해서는 국내 최고 수준의 기술력을 갖고 있다”며 “설계 단계부터 전체 공간을 시뮬레이션해 장비 배치와 공기 흐름 등을 미리 해석한다”고 말했다.

업계에서는 반도체 클린룸과 AI 데이터센터 모두 온습도·공기 흐름·발열 등을 정밀하게 제어해야 한다는 점에서 공조 기술 중요성이 커지고 있다고 보고 있다. 특히 GPU 기반 초고발열 환경이 확산되면서 기존 반도체 공조 기술력을 확보한 기업들의 역할도 더욱 커질 것이란 전망이 나온다.