TSMC, AI칩 생산 효율 높일 '직사각형 기판' 패키징 기술 개발 나서

세계 최대 파운드리(반도체 수탁 생산) 기업 TSMC가 인공지능(AI) 칩 생산 효율을 획기적으로 높일 새로운 패키징 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

20일(현지 시각) 닛케이아시아 보도에 따르면, TSMC는 기존의 원형 웨이퍼 대신 직사각형 기판을 활용한 칩 패키징 방식을 연구 중이다. 직사각형 기판은 면적이 더 넓어 더 많은 칩을 배치할 수 있고, 버려지는 가장자리 부분도 줄일 수 있어 생산 효율성을 크게 높일 수 있다.
현재 TSMC는 엔비디아, AMD, 아마존, 구글 등의 AI칩 생산에 12인치 원형 웨이퍼를 사용하고 있다. 그러나 최근 AI칩 수요가 급증하면서 기존 방식으로는 생산량을 따라잡기 어려워졌다. 특히 엔비디아의 B200 칩셋은 웨이퍼 한 장당 생산량이 16세트에 불과해 생산 효율성이 크게 떨어지는 상황이다.

이에 TSMC는 직사각형 기판을 활용한 새로운 패키징 기술 개발을 통해 AI칩 생산 효율을 높이고 급증하는 수요에 대응한다는 전략이다. 현재 시험 중인 직사각형 기판(510㎜x515㎜)은 원형 웨이퍼보다 사용 가능한 면적이 3배 이상 넓어 생산성 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다.
홍콩 번스타인리서치의 마크 리 애널리스트는 "AI 칩셋이 패키지당 더 많은 칩을 필요로 하므로, TSMC가 곧 직사각형 기판 사용을 고려해야 할 수도 있다"고 말했다.

그는 "이러한 변화를 위해서는 로봇 팔 업그레이드, 다양한 형태의 기판 처리를 위한 자동화 시스템 등 시설에 대한 대대적인 점검이 필요하다"며 "이는 단기간에 달성할 수 있는 것이 아니라 5~10년에 걸친 장기적인 계획이 될 가능성이 높다"고 설명했다.

다만, 새로운 기술 적용에는 생산 도구 및 재료 업그레이드, 공정 변경 등 상당한 시간과 노력이 필요하다. TSMC는 장비 및 재료 공급업체와 협력해 이러한 문제를 해결하고 있으며, 상용화까지는 수년이 걸릴 것으로 예상된다.

한편, 인텔과 삼성전자 등 경쟁사들도 직사각형 기판을 활용한 칩 패키징 기술 개발에 뛰어든 것으로 알려졌다. 칩 패키징 기술은 반도체 성능 향상에 중요한 역할을 하며, AI 시대의 핵심 기술로 주목받고 있다. TSMC는 이번 기술 개발을 통해 AI칩 시장에서 선두 지위를 더욱 공고히 할 것으로 보인다.


노정용 글로벌이코노믹 기자 noja@g-enews.com