인텔·TSMC, 반도체 호황 전망에 ‘패키징 공정’ 투자·생산 늘린다

글로벌 반도체 시장에 호황 분위기가 감돌면서 인텔과 TSMC 등 글로벌 반도체 선도 기업들도 반도체 증산을 위한 추가 투자계획을 밝히거나 생산목표를 확대하는 등 대응에 나서고 있다.

7일 니혼게이자이신문(닛케이)은 인텔이 패키징(후공정)을 비롯한 백엔드 반도체 제조 공정을 자동화하는 기술을 공동 개발하기 위해 일본의 14개 기업과 협력할 방침이라고 보도했다.
인텔의 이번 계획에는 옴론, 야마하 모터 등 전자부품 전문 회사와 레조낙, 신에츠폴리머 등 소재 전문 회사를 포함한 14개 일본 회사가 참여한다. 이들은 각종 반도체 후공정 기술의 표준화를 진행하고, 이를 바탕으로 2028년까지 다수의 제조 장비와 검사 장비, 반송 장비 등을 시스템으로 통합해 후공정 자동화를 추진한다. 인텔은 여기에 최소 수백억 엔을 투자할 것으로 알려졌다.

인텔이 후공정 자동화에 투자하는 이유는 인공지능(AI)칩 등 첨단 반도체 제조에서 디자인과 회로 설계 등 ‘프런트엔드’ 공정의 비중보다 패키징·적층 등을 포함한 백엔드 공정의 비중이 커지고 있기 때문이다.
지금껏 이러한 백엔드 공정은 수작업 비중이 높아 인건비가 저렴한 중국과 말레이시아 등 동남아 국가들에 대한 의존도가 높았다. 백엔드 공정의 표준화 및 자동화에 성공하면 상대적으로 인건비가 비싼 일본이나 미국의 반도체 공장에서도 패키징 등 백엔드 공정 설비를 도입하기에 유리해지고, 그만큼 백엔드 부문에서 중국 의존도를 낮출 수 있다.

반도체 파운드리(수탁생산) 업계 1위 TSMC도 미국과 일본 등에 짓고 있는 신규 반도체 공장들과 별도로, 자사가 강점을 보이는 첨단 패키징 공정의 생산량을 더욱 늘리고 차세대 패키징 공정의 도입에도 속도를 내고 있다.

6일(현지 시각) 대만 일간지 경제일보는 TSMC의 첨단 CoWoS 패키징 공정의 제조 물량이 오는 2025년까지 엔비디아와 AMD의 첨단 AI칩 제조에 모두 선점됐으며, 이에 TSMC가 CoWoS 공정의 생산량을 더욱 끌어올릴 계획이라고 보도했다.

CoWoS(Chip on Wafer on Substrate) 공정은 엔비디아 H200, B200 및 AMD MI300 시리즈 등 첨단 AI칩에 고대역폭메모리(HBM)를 통합해 완제품으로 만드는 TSMC의 핵심 패키징 공정이다.

특히 아마존, 구글, 마이크로소프트, 메타 등 글로벌 빅테크 기업들이 AI 인프라 확충에 나서면서 이에 필요한 신규 AI칩 주문도 더욱 늘어날 전망이다. TSMC가 이러한 수요에 대응하려면 현재 주문량이 꽉 찬 CoWoS 공정은 물론, 자사의 패키징 제조 역량을 더욱 늘려야 하는 상황이다.

현지 업계에 따르면 TSMC는 2023년 기준 월 1만5000개였던 CoWoS 공정의 생산량을 올해 말까지 3배 이상인 월 4만~5만 개 수준으로 대폭 늘릴 계획이다. 또 CoWoS의 차세대 버전인 SoIC(System on Integrated Chip) 공정의 생산량도 올해 말까지 월 5000~6000개 수준으로 끌어올리고, 내년인 2025년 말까지 월 1만 개까지 늘릴 예정으로 알려졌다.

AMD의 MI300 시리즈 칩에 처음 도입된 SoIC 공정은 기존 CoWoS보다 더욱 고밀도의 반도체 적층이 가능하고, 이를 통해 반도체의 데이터 처리 대역폭을 더욱 높일 수 있는 것이 특징이다.

TSMC는 이러한 패키징 생산량 확대를 통해 최근 발생한 대만 강진에 따른 우려를 해소하는 것은 물론, 당분간 계속될 첨단 AI칩 수요에 충분히 대응할 능력을 갖춤으로써 삼성전자와 인텔 등 파운드리 업계 경쟁자들과의 격차를 더욱 벌릴 계획이다.

한편, 시장조사기관 테크인사이츠에 따르면, 반도체 후공정 시장 규모는 올해 125억 달러(약 17조원)로 지난해보다 약 13% 더 성장할 전망이다.


최용석 글로벌이코노믹 기자 rpch@g-enews.com