TSMC, 해외에서 처음으로 일본에 최첨단 패키징 생산 공정 도입 추진

대만 TSMC가 해외에서는 처음으로 일본에 최첨단 패키징 공정 도입을 추진하고 있다. 사진=AP/연합뉴스

세계 최대 파운드리 업체인 대만의 TSMC가 첨단 패키징 기술인 '칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트(CoWoS)' 생산 공정을 일본에 도입하는 방안을 검토하고 있다고 로이터 통신이 17일(현지 시간) 보도했다. 이 계획이 실행되면 반도체 산업 부활을 꿈꾸는 일본에 결정적인 도움이 될 것이라고 로이터가 전했다.

TSMC가 아직 초기 단계이지만, 대만에만 있는 CoWoS 생산 공정을 처음으로 일본에도 도입하려 한다고 로이터가 소식통의 말을 인용해 보도했다. CoWoS는 인쇄회로기판(PCB) 대신 인터포저라는 판 위에 메모리와 로직 반도체를 올리는 패키징이다. 기존 패키징보다 실장 면적이 줄고, 칩 간 연결을 빠르게 할 수 있어 고성능컴퓨팅(HPC) 업계가 선호한다.

패키징은 가공이 끝난 실리콘 웨이퍼에서 자른 칩을 포장하는 작업이다. 각종 불순물과 충격으로부터 칩을 보호하고 메인 보드와 신호를 원활하게 교류할 수 있도록 배선을 재배열하는 공정이다. TSMC의 패키징 기술 중 하나인 CoWoS를 2012년에 처음으로 도입한 뒤 꾸준히 이 기술을 발전시켜 왔다.

반도체를 패키징할 때는 완성된 다이에 인쇄회로기판을 칩 아래에 장착해 재배선(RDL) 과정을 거치지만 CoWoS는 메모리와 로직 반도체를 실리콘 기반 '인터포저'라는 판에 한 번에 올린다. 이는 2D와 3D가 합쳐진 형태라 '2.5D' 패키징으로 불린다.

로이터는 이날 “인공지능(AI) 붐을 타고, 첨단 반도체 패키징 수요가 전 세계적으로 급증하고 있다”면서 “TSMC, 삼성전자, 인텔 등이 모두 생산 능력을 확대하려고 새로운 탭을 열고 있다”고 전했다. TSMC는 특히 올해 초에 CoWoS의 생산 능력을 연내에 2배로 늘릴 것이라고 밝혔다.

로이터는 “일본이 반도체 소재와 장비, 고객사 기반 등의 측면에서 반도체 패키징 설비를 확보하기 유리한 지역”이라고 전했다. TSMC의 파운드리 경쟁사인 삼성전자와 인텔도 일본에 이미 반도체 패키징과 관련한 연구개발 투자 계획을 공개했었다.

TSMC는 AI와 고성능컴퓨팅(HPC) 시장의 강한 성장세에 대처하기 위해 대만과 해외에서 생산 시설을 대폭 늘리고 있다. TSMC는 반도체 제조 허브의 부활을 꿈꾸는 일본 정부의 전폭적인 지원을 받아 일본 규슈 구마모토현에 86억 달러 규모의 반도체 제1공장을 최근 준공했다. TSMC는 올해 안에 구마모토현에 제2공장 건설도 시작할 예정이다.

일본 규슈 구마모토현 TSMC 제1공장은 지난달 24일 개소식을 열었다. 일본은 TSMC 제1공장 설비투자액의 절반에 가까운 최대 4760억 엔(약 4조2000억원)의 보조금을 제공하기로 했다. 구마모토현 기쿠요마치에 건설된 TSMC 제1공장에서는 12∼28나노미터(㎚·10억분의 1m) 공정 제품을 한 달에 약 5만5000장(300㎜ 웨이퍼 환산 기준) 생산한다.

TSMC는 올해 최첨단 패키징에 최대 32억 달러(약 4조2000억원)를 투자하기로 했다. TSMC는 올해 첨단 패키징 공장을 대만 서부 자이 지역에 건설하는 등 대만에 공장 10개를 추가로 짓는다. 대만 언론에 따르면 TSMC는 자이 지역에 CoWoS 제조 공정을 이용한 첨단 패키징 공장을 건설한다.

TSMC의 류더인 회장이 지난달 26일 기시다 후미오 일본 총리를 만나 일본 반도체 산업을 계속 지원할 뜻을 밝혔다. 교도 통신에 따르면 류 회장과 웨이저자 최고경영자(CEO)는 도쿄 총리 관저를 찾아 기시다 총리를 예방했다.

국기연 글로벌이코노믹 워싱턴 특파원 kuk@g-enews.com