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엔비디아, '블랙웰' AI칩 브랜드 정비…첨단 패키징·HBM 수요 촉진

엔비디아가 출시를 앞둔 고성능 GPU의 라인업을 재정비하고, AI 데이터센터 시장을 적극 공략할 계획이다. 이에 따라 대만 주요 파운드리인 TSMC의 첨단 패키징 수요도 크게 늘어날 것으로 전망된다. 22일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 엔비디아는 최근 '블랙웰' 울트라 제품을 'B300' 시리즈로 브랜드를 변경했다. 블랙웰은 엔비디아가 지난 3월 공개한 최신형 AI 반도체다. TSMC의 4나노미터(nm) 공정 및 첨단 패키징을 기반으로, 이전 세대(H100) 대비 데이터 연산 속도를 2.5배가량 높였다. 블랙웰 시리즈는 전력 소모량에 따라 B100, B200 등의 모델로 나뉜다. 두 모델은 HBM3E(5세대 고대역폭메모리) 8단 제품이 탑재된다. 나아가 엔비디아는 상위 모델인 B200 울트라를 설계하고, 여기에 HBM3E 12단을 적용하기로 한 바 있다. 이번 리브랜딩에 따라, B200 울트라는 B300으로 이름이 바뀌었다. '그레이스' CPU와 결합된 'GB200 울트라' 모델은 'GB300'으로 불린다. 기존 AI 반도체에서 성능을 일부 하향 조정한 'B200A 울트라'와 'GB200A 울트라' 역시 각각 'B300A', 'GB300A'로 변경됐다. B300 시리즈는 내년 2분기와 3분기 사이에 출시될 것으로 예상된다. 기존 B200과 GB200 등은 올 4분기부터 내년 1분기 사이 양산이 시작될 전망이다. 트렌드포스는 "엔비디아는 당초 서버 고객사를 위해 B200A를 출시할 계획이었으나, 설계 과정에서 B300A로 전환해 성능을 하향 조정한 GPU의 수요가 예상보다 약하다는 것을 나타냈다"며 "또한 GB200A에서 GB300A로 전환하는 기업의 경우 초기 비용이 증가할 수 있다"고 설명했다. 또한 엔비디아의 고성능 GPU 출시는 TSMC의 'CoWoS' 패키징 수요를 크게 촉진할 것으로 분석된다. CoWoS는 TSMC가 자체 개발한 2.5D 패키징이다. 칩과 기판 사이에 인터포저라는 얇은 막을 삽입해, 패키징 면적을 줄이고 칩 간 연결성을 높인 것이 특징이다. 트렌드포스에 따르면 올해 CoWoS 수요는 전년 대비 10% 이상 증가할 것으로 예상된다. 트렌드포스는 "최근 변화에 비춰볼 때 엔비디아는 CoWoS-L 기술을 활용하는 북미 서버 고객사에 B300 및 GB300 제품을 공급하는 데 집중할 가능성이 높다"고 밝혔다. CoWoS-L는 로컬실리콘인터커넥트(LSI)라는 소형 인터포저를 활용하는 기술이다.

2024.10.23 10:01장경윤

첨단 패키징 장비 시장, 올해 10% 이상 성장…"AI 수요 덕분"

최첨단 패키징 장비 시장이 올해와 내년 높은 성장률을 기록할 것이라는 분석이 나왔다. TSMC, 인텔, 삼성전자, SK하이닉스 등이 AI 반도체 성장에 힘입어 관련 설비투자를 적극 진행하는 데 따른 영향이다. 31일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 첨단 패키징용 장비 시장은 올해 10%, 내년 20% 이상 성장할 전망이다. 첨단 패키징은 AI 반도체 등 고성능 칩 제조의 핵심 요소로 주목받고 있다. 기존 전공정에서 이뤄지던 회로 미세화가 점차 한계에 다다르고 있기 때문으로, 첨단 패키징을 활용하면 반도체 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 대표적으로 대만 주요 파운드리 TSMC는 자체 개발한 'CoWoS' 패키징을 통해 엔비디아, AMD, 애플 등 글로벌 팹리스의 고성능 반도체를 패키징하고 있다. CoWoS는 '칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트'의 준말이다. 칩과 기판 사이에 인터포저라는 얇은 막을 삽입해, 패키징 면적을 줄이고 칩 간 연결성을 높이는 2.5D 패키징 기술을 뜻한다. 특히 AI 서버용 칩에서 수요가 높아 지속적인 공급부족 현상이 일어나고 있다. 트렌드포스는 "TSMC는 대만 주난, 타이중 등 각지에서 첨단 패키징 용량을 늘리고 있고, 인텔도 미국과 말레이시아 등에서 패키징 사업을 준비 중"이라며 "한편 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론 등은 HBM 패키징 설비투자에 주력하고 있다"고 설명했다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 뒤, TSV(실리콘관통전극)로 연결한 차세대 메모리다. 제조가 완료된 D램을 높은 집적도로 쌓아야 하기 때문에, 고성능의 본딩 기술 등이 요구된다. 첨단 패키징 장비에는 전기도금장비, 다이 본더, 씨닝 장비, 다이싱 장비 등 다양한 분야가 포함된다. 트렌드포스는 "첨단 패키징 장비 시장은 일부 국가가 주도하는 전공정 장비와 달리 기술적 진입 장벽이 낮다"며 "TSMC도 비용 감소 및 공급망 강화 전략으로 대만 현지 패키징 장비 업체의 육성을 촉진하고 있다"고 설명했다.

2024.09.01 09:32장경윤

마이크론 HBM 불량 이슈, 사실은..."성능 우수" vs "수율 불안" 엇갈려

올해 HBM(고대역폭메모리) 시장 진입을 본격화한 미국 마이크론에 국내 메모리 업계의 시선이 쏠리고 있다. 주요 경쟁사 대비 전력 소모량 등 특성이 우수하다는 긍정적인 평가와 수율 문제가 발생하는 등 안정성을 지켜볼 필요가 있다는 지적이 동시에 제기된다. 12일 업계에 따르면 마이크론은 지난달 HBM3E(5세대 HBM) 8단 제품의 불량 이슈가 발생해 문제 해결에 나서고 있다. 마이크론은 미국 주요 메모리 반도체 제조업체로, 지난 2월 24GB(기가바이트) 8단 HBM3E D램 양산을 공식 발표한 바 있다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 메모리로, HBM3E는 가장 최신 제품에 해당한다. 마이크론의 HBM3E는 엔비디아가 올해 중반 상용화하는 고성능 GPU H200과 결합된다. 이를 위해 마이크론은 지난 2분기부터 HBM3E의 양산을 본격화한 바 있다. 그러나 마이크론은 지난달 HBM3E의 패키징 과정에서 불량 문제가 발생한 것으로 알려졌다. 이 사안에 정통한 관계자는 "마이크론의 HBM3E 제품이 발열 등에서 문제를 일으켜 지난달 양산에 큰 차질을 겪게 됐다"며 "패키징 단의 문제로, 현재 대응에 총력을 기울이고 있는 것으로 안다"고 밝혔다. 다만 이번 불량이 HBM 제품 자체가 아닌 패키징 단에서 발생한 만큼, 마이크론의 책임은 훨씬 덜할 것이라는 시각도 있다. 엔비디아의 AI 가속기는 HBM과 GPU 등의 시스템반도체를 TSMC의 2.5D 패키징 기술인 'CoWos'로 연결해 만들어진다. 2.5D 패키징은 넓은 기판 모양의 실리콘 인터포저 위에 반도체 다이(Die)를 수평 배치하는 기술이다. 또 다른 관계자는 "여전히 문제를 파악하고 있으나, TSMC 패키징 공정에서 활용된 소재 일부가 오류를 일으킨 것이라는 분석이 나오고 있다"며 "마이크론 측이 우려 대비 빨리 제품 인증을 받을 가능성도 있다"고 설명했다. 마이크론의 HBM3E 사업 확대는 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 주요 경쟁사에게는 경계 1호로 작용한다. 특히 마이크론은 경쟁사 대비 전력소모량이 적다는 점을 무기로 적극 내세우고 있다. 업계 관계자는 "최근 평가 기준으로 마이크론의 HBM3E 제품이 경쟁사 대비 전력소모량이 20% 가량 적은 것으로 기록됐다"며 "당장 마이크론의 HBM 생산능력이 적기는 하지만, HBM3E 상용화 초입부터 공급망에 발빠르게 진입할 수 있다는 점에서는 큰 의미"라고 평가했다. 한편 마이크론은 지난달 27일 회계연도 2024년 3분기(2024년 3~5월) 실적을 발표하면서 처음으로 HBM 매출을 별도로 집계했다. 당시 마이크론은 "해당 분기 HBM3E 매출이 1억 달러 이상 발생했다"며 "회계연도 2024년에는 HBM에서 수억 달러의 매출을 일으킬 것"이라고 발표했다.

2024.07.12 14:10장경윤

中 화웨이, HBM도 '공급망 자립화' 시도…美 제재 정면돌파

중국 화웨이가 현지 파운드리인 XMC(우한신신)과 협력해 HBM(고대역폭메모리)를 개발하고 있다고 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 1일 보도했다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 데이터 처리 성능을 획기적으로 끌어올린 메모리다. 방대한 양의 데이터 처리가 필요한 AI 산업에서 필수적인 요소로 자리잡고 있다. 다만 기술적 난이도가 높아 현재까지 국내 기업인 삼성전자와 SK하이닉스, 미국 마이크론만이 양산 가능하다. SCMP는 익명의 소식통을 인용해 "화웨이와 우한신신 외에도 현지 패키징 기업인 장전과기(JCET), 통푸마이크로일렉트로닉스도 HBM 개발 협력체에 참여했다"며 "이들은 GPU와 HBM을 단일 패키지로 집적하는, 소위 'CoWoS' 패키징을 개발하도록 지시받았다"고 설명했다. CoWoS는 대만 주요 파운드리 TSMC가 자체 개발한 2.5D 패키징 기술이다. CoWoS는 칩과 기판 사이에 인터포저라는 얇은 막을 삽입해, 패키징 면적을 줄이고 칩 간 연결성을 높인다. 화웨이는 지난 2019년부터 미국의 무역 블랙리스트 명단에 이름을 올리고 있다. SMIC도 지난 2022년 미국의 수출 규제로 첨단 반도체 장비에 대한 수입이 사실상 불가능해졌다. 그럼에도 화웨이와 SMIC는 지난해 하반기 출시한 플래그십 스마트폰 '메이트 60 프로'에 자체 개발한 고성능 모바일 AP(애플리케이션 프로세서)를 탑재하는 등 반도체 공급망 자립화를 지속하고 있다. 해당 AP는 선단 공정에 해당하는 7나노미터(nm)를 기반으로 한다. 미국은 지난 2019년 국가 안보상의 이유로 화웨이를 무역 블랙리스트에 올린 바 있다. 또한 지난 2022년에는 중국에 대한 첨단 반도체 장비 수출을 금지하면서, SMIC 등 화웨이의 주요 제조 파트너들에 대해서도 지속적인 압박을 펼쳐왔다.

2024.07.02 10:35장경윤

TSMC, 첨단 패키징 생산능력 내년까지 폭증…수요 절반이 엔비디아

대만 주요 파운드리 TSMC의 최첨단 패키징 생산능력이 첨단 AI 반도체 호황으로 내년까지 큰 성장세를 나타낼 것으로 예상된다. 31일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 TSMC의 CoWoS 생산능력은 올해 150%, 내년 70% 이상 증가할 전망이다. CoWoS는 TSMC가 자체 개발한 2.5D 패키징이다. 칩과 기판 사이에 인터포저라는 얇은 막을 삽입해, 패키징 면적을 줄이고 칩 간 연결성을 높인 것이 특징이다. 현재 CoWoS와 같은 2.5D 패키징이 가장 각광받는 산업은 AI다. AI 가속기에는 고성능 시스템반도체와 HBM(고대역폭메모리)를 함께 집적해야 하는데, 여기에 2.5D 패키징이 쓰인다. 트렌드포스는 "엔비디아 블랙웰 플랫폼의 칩 다이(Die) 크기는 이전 세대 대비 2배"라며 "블랙웰이 주력 제품으로 떠오르면서 엔비디아가 TSMC의 CoWoS 수요의 거의 절반을 차지할 것"이라고 밝혔다. 블랙웰은 TSMC의 4나노 공정 기반의 최신형 고성능 GPU다. 반도체 다이 2개를 연결해 2천80억 개의 트랜지스터를 집적했다. 블랙웰은 올해 3분기 출시를 시작해 4분기부터 본격적으로 출하량이 확대될 것으로 예상된다. HBM 시장 역시 올해 큰 변곡점을 앞두고 있다. 현재 엔비디아 GPU 시리즈의 주류인 H100은 주로 80GB(기가바이트)의 HBM3(4세대 HBM)을 탑재한다. 반면 블랙웰은 288GB의 HBM3E(5세대 HBM)을 채택해, 용량을 이전 대비 3~4배가량 늘렸다. 트렌드포스는 "삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등 주요 메모리3사의 계획에 따르면 HBM 생산량은 내년까지 2배로 늘어날 것으로 예상된다"고 설명했다.

2024.05.31 09:04장경윤

퓨리오사AI, 차세대 AI칩 '레니게이드' 첫 공개

서버용 AI반도체 팹리스 퓨리오사AI는 지난 24일(현지시간) 미국 산타클라라 컨벤션센터에서 열린 'TSMC 2024 테크놀로지 심포지엄'에 참가해 차세대 칩인 RNGD(레니게이드)의 실물을 최초 공개했다고 26일 밝혔다. 레니게이드는 TSMC 5나노미터(nm) 공정 기반의 NPU(신경망처리장치)다. 추론용 AI반도체 최초로 HBM3(4세대 고대역폭메모리)를 탑재했다. 또한 엔비디아 고성능 GPU와 동일한 CoWoS 패키지(2.5D 패키지)로 제작됐다. 공개된 레니게이드는 가로, 세로 각 5.5cm 크기에 400억개 이상의 트랜지스터가 집적돼 있으며, 탑재된 HBM3를 통해 1.5TB/S 이상의 대역폭을 갖췄다. 이를 통해 초거대언어모델(LLM) 서빙에 필요한 성능을 충족하는 한편, 전력소모량은 150W로 전성비(전력대비 성능)면에서 경쟁력을 확보하고 있는 것으로 평가된다. 백준호 퓨리오사 대표는 “챗GPT가 나오기 전 선제적으로 HBM3를 탑재한 고성능 AI 반도체 개발에 착수한 후 TSMC, GUC등 글로벌 파트너사들과의 협업과 적극적 지원으로 레니게이드가 완성될 수 있었다”며 “시기적으로도 추론용 AI반도체 수요가 급증하는 시점인 만큼, 시장 기회를 선점할 수 있도록 하겠다”고 밝혔다.

2024.04.26 08:56장경윤

SK하이닉스, TSMC 테크 행사서 'HBM·패키징 협력 관계' 강조

SK하이닉스는 24일(미국시간) 미국 캘리포니아 주 산타클라라에서 열린 'TSMC 2024 테크놀로지 심포지엄'에 참가했다고 25일 밝혔다. SK하이닉스는 이번 행사에서 AI 메모리인 HBM(고대역폭메모리)의 선도적인 경쟁력을 알리고, TSMC의 첨단 패키지 공정인 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate) 협업 현황 등을 공개했다. CoWoS는 칩들을 실리콘 기반의 인터포저 위에 올려 한꺼번에 패키징하는 기술이다. TSMC 2024 테크놀로지 심포지엄은 TSMC가 매년 주요 파트너사들을 초청해 각 사의 신제품 및 신기술을 공유하는 자리다. SK하이닉스는 이 행사에서 'Memory, The Power of AI'라는 슬로건을 걸고 업계 최고 성능인 HBM3E를 선보여 많은 관심을 끌었다. 이 제품은 최근 AI 시스템에 탑재해 평가했을 때 I/O(입출력 통로)당 최대 10Gb/s(기가비트/초)의 데이터 전송 속도를 기록하는 등 업계 최고 수준을 보인 것으로 알려졌다. 또한 SK하이닉스는 TSMC와 협력존을 열고 회사가 HBM 리더십을 확보하는 데 CoWoS 분야에서의 협력이 중요했다고 강조하며, 차세대 HBM 등 신기술을 개발하기 위해 양사가 더 긴밀하게 협업해 나갈 계획이라고 밝혔다. 이 밖에도 SK하이닉스는 AI 산업을 지원할 다양한 고성능 제품군을 선보였다. 인터페이스를 하나로 통합한 CXL 메모리, 서버용 메모리 모듈인 MCRDIMM 및 3DS RDIMM, 온디바이스 AI에 최적화된 LPCAMM2 및 LPDDR5T, 그리고 차세대 그래픽 D램인 GDDR7 등 다양한 라인업을 공개했다. 본 행사에 앞서 22일(미국시간) 진행된 워크숍에서는 권언오 SK하이닉스 부사장(HBM PI 담당), 이재식 부사장(PKG Engineering 담당)이 'HBM과 이종 집적 기술' 등에 관해 발표를 진행했다. SK하이닉스는 AI 메모리 선도 경쟁력을 강화하기 위해 기술, 비즈니스, 트렌드 등 다방면에서 파트너와의 협력 관계를 지속해 나간다는 계획이다.

2024.04.25 18:21장경윤

"TSMC, 日에 첨단 반도체 패키징 공정 도입 검토 중"

대만 파운드리 업체 TSMC가 일본 팹에 첨단 패키징 공정 도입을 검토 중이라는 소식이 전해졌다. 18일 로이터통신은 두 명의 소식통을 인용해 "TSMC가 일본에서는 첨단 패키징 역량을 구축하는 방안을 검토하고 있다"며 "해당 건은 심의가 초기 단계에 있으며, 아직 잠재적인 투자 규모나 일정에 대한 결정이 내려지지 않았다"고 보도했다. 또 소식통 중 한 명은 TSMC가 고려하고 있는 한 가지 옵션은 CoWoS(칩 온 웨이퍼 기판) 패키징 기술을 일본에 구축하는 것이라고 밝혔다. 패키징은 끝난 실리콘 웨이퍼에서 자른 칩을 포장하는 작업이다. TSMC의 첨단 패키징 기술 중 하나인 CoWoS는 칩을 서로 쌓아서 처리 능력을 높이는 동시에 공간을 절약하고 전력 소비를 줄이는 고정밀 기술이다. 현재 TSMC의 CoWoS 생산 능력은 모두 대만에 위치한다. 최근 전 세계적으로 인공지능 붐과 함께 첨단 반도체 패키징에 대한 수요가 급증하면서 TSMC, 삼성전자, 인텔 등 반도체 제조사들도 패키징 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 웨이저자 TSMC CEO는 지난 1월 컨퍼런스콜에서 회사가 올해 CoWos 생산량을 두 배로 늘리고 2025년에는 추가 생산량을 늘릴 계획을 밝힌 바 있다. TSMC의 일본에 첨단 패키징을 위한 역량 구축은 일본 내 반도체 제조시설과 시너지를 낼 것으로 보인다. TSMC는 2021년 일본 소니, 덴소 등과 합작사 'JASM'을 설립하고, 지난 2월 제1 반도체 공장 운영을 시작했다. 이곳에서는 12∼28나노미터(nm) 공정에서 반도체를 생산한다. TSMC는 올해 말 1공장보다 진보된 6, 7나노 공정을 주력으로 생산하는 제2공장도 착공할 계획이다. 두 곳 모두 칩 제조 허브인 구마모토현에 위치한다. 트렌드포스의 조앤 차오 애널리스트는 "TSMC가 일본에서 고급 포장 용량을 구축한다면 규모에 제한이 있을 것으로 예상한다"며 "일본 내에서 CoWoS 패키징에 대한 수요가 얼마나 될지는 아직 명확하지 않으며 TSMC의 현재 CoWoS 고객 대부분은 미국에 있다"고 말했다. 지금까지 TSMC의 일본 투자는 일본 정부의 넉넉한 보조금으로 뒷받침돼 왔다. 일본 정부는 한국과 대만에 빼앗긴 반도체 제조 허브의 위상을 되찾기 위해 글로벌 기업에 적극적인 지원을 하고 있다. 삼성전자 또한 일본 정부의 지원을 받아 도쿄 남서부 요코하마에 첨단 패키징 연구 시설을 설립하고 있다. 주요 소식통에 따르면 인텔 또한 현지 칩 공급망 회사와의 관계를 강화하기 위해 일본에 첨단 패키징 연구 시설을 설립하는 방안을 검토 중인 것으로 전해진다. 일본 산업부 고위 관계자는 "반도체 첨단 패키징 기술은 반도체 생태계를 뒷받침할 수 있기에 일본에서 환영받을 것"이라고 말했다. 로이터는 해당 내용에 대해 TSMC와 인텔이 논평을 거부했다고 밝혔다.

2024.03.18 14:44이나리

세계 1위 TSMC가 내다 본 올해 파운드리 시장 전망은

세계 1위 파운드리 대만 TSMC가 올해 반도체 업황에 대해 긍정적인 견해를 내놓았다. AI 산업의 발달 및 고객사들의 견조한 수요에 입각한 판단으로, 특히 3나노미터(nm) 등 최첨단 공정의 성장세가 두드러질 전망이다. 지난 18일 TSMC는 지난해 4분기 실적발표 컨퍼런스콜을 통해 올해 사업계획 및 투자전략에 대해 설명했다. ■ 올해 파운드리 업계 20% 성장…3나노 매출 본궤도 TSMC는 지난해 연 매출 2조1천617억 대만달러(한화 약 92조7천600억원), 영업이익률 54.4%를 기록했다. 매출은 전년동기 대비 4.5% 줄었으며, 영업이익률도 6.9%p 감소했다. 다만 당초 전망치(연 매출 10% 감소)를 상회하는 등 견조한 실적을 보였다. 지난해 하반기 스마트폰 및 AI 산업용 고성능컴퓨팅(HPC) 수요가 급격히 증가한 덕분에 TSMC는 올해 이들 산업의 회복세가 더욱 뚜렷해질 것으로 내다봤다. 웨이저자(C.C.웨이) TSMC 최고경영자(CEO)는 "올해 메모리를 제외한 전체 반도체 시장은 전년 대비 10% 이상 증가할 것"이라며 "파운드리 업계의 성장률은 약 20%로 예상된다"고 밝혔다. 또한 TSMC의 성장률은 업계 성장률을 상회하는 20% 초중반대로 제시했다. 특히 TSMC는 현재 상용화된 최첨단 공정인 3나노의 효과가 올해 본격화될 것으로 보고 있다. TSMC의 3나노 매출 비중은 지난해 3분기부터 공식 집계돼, 지난해 연 매출에서 6%의 비중을 차지한 바 있다. 올해에는 해당 비중이 10% 중반대까지 확대될 전망이다. 이에 대응하는 차원에서 TSMC는 5나노 공정(N5) 일부를 3나노로 전환하는 계획을 세웠다. ■ AI 반도체 성장세, 예상보다 빠르다 첨단 파운드리 시장의 강력한 성장을 이끌 요소는 단연 AI다. 고성능 AI 반도체가 TSMC에서 차지하는 매출 비중은 아직 한 자릿 수에 불과하지만, 향후 성장 잠재력은 매우 높다는 평가를 받고 있다. 웨이저자 CEO는 "챗GPT 등의 인기로 지난해 초부터 고객사들의 첨단 전공정 및 후공정에 대한 주문이 늘었다"며 "오는 2027년에는 AI용 프로세서 매출 비중이 10% 후반대 혹은 그 이상으로 성장할 것"이라고 자신했다. 앞서 TSMC는 지난해 초 AI용 프로세서 매출 비중이 2027년 10% 초반대까지 성장할 것이라고 언급한 바 있다. 이번 컨퍼런스콜을 통해 AI 반도체에 대한 전망을 상향 조정한 셈이다. AI 반도체의 핵심 요소인 첨단 패키징 역시 수요가 강력할 것으로 전망했다. 현재 TSMC는 자체 개발한 2.5D 패키징 기술 'CoWoS', 3D 적층 기술인 'SoIC' 등을 보유 중이다. 웨이저자 CEO는 "TSMC의 첨단 패키징 기술은 현재 과잉수요 상태로, 올해 생산능력을 2배로 확장해도 충분치 않다"며 "향후 몇 년간 CoWoS, SoIC의 연평균성장률이 50%를 넘을 것"이라고 설명했다. 한편 향후 설비투자에 대해서는 신중한 모습을 보였다. TSMC는 지난해 설비투자 규모를 320억 달러로 계획했으나, 실제로는 시장 불확실성을 고려해 이보다 낮은 304억 달러를 투자했다. 올해 예상 투자 규모 역시 전년과 비슷한 280억~320억 달러로 제시했다. 분야 별로는 첨단 공정에 70~80%, 특수 기술에 10~20%, 첨단 패키징 및 테스트에 10%가 투입될 예정이다. 이와 관련 웬델 황(Wendell Huang) TSMC CFO는 "시장 상황에 따라 다르나 설비투자의 증가 속도가 점점 둔화되는 것은 사실"이라며 "자본집약도가 2021년 50% 이상으로 최고점을 기록한 뒤 2년간 40%대로 내려왔는데, 올해부터 향후 몇년 간은 30% 중반 정도를 유지할 것으로 예상한다"고 밝혔다.

2024.01.19 10:00장경윤

삼성전자, 차세대 HBM 수주 확대 정조준 '아이큐브' 가동

삼성전자가 차세대 메모리반도체인 HBM(고대역폭메모리) 시장 확대에 적극 나서고 있는 가운데 최근 북미 주요 GPU 고객사와 HBM3 테스트를 완료한 데 이어, HBM과 함께 공급 가능한 최선단 패키징 기술도 적극 개발 중인 것으로 파악됐다. 4일 업계에 따르면 삼성전자는 HBM 공급 물량 확대를 위해 회사의 2.5D 패키징 기술인 '아이큐브' 상용화를 추진하고 있다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층한 뒤, TSV(실리콘관통전극)을 통해 연결한 차세대 메모리다. 기존 D램 대비 데이터 처리 성능이 월등히 높아 AI 반도체와 같은 고성능 칩과 함께 탑재되고 있다. ■ 2.5D 패키징 기술 함께 제공...수주량 3~4배 확대 기대 HBM 시장에서 선두를 달리고 있는 기업은 경쟁사인 SK하이닉스다. SK하이닉스는 가장 최근 상용화된 HBM3(4세대)를 AI 반도체 시장의 주요 플레이어인 엔비디아에 단독으로 공급해왔다. 다만 삼성전자 역시 HBM3 분야에서 뚜렷한 성과를 나타내고 있다. 지난 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 삼성전자는 "HBM3에서 업계 최고 수준의 성능과 용량으로 고객사와 테스트를 진행 중"이라며 "이미 8단 16GB와 12단 24GB 제품을 주요 AI SoC 업체와 클라우드 업체에 출하하기 시작했다"고 밝힌 바 있다. AMD를 비롯한 핵심 고객사에도 HBM3를 납품할 예정이다. 최근 HBM3 모듈에 대한 퀄테스트를 통과해, 양산을 준비 중인 것으로 알려졌다. 다만 업계는 삼성전자가 HBM3 공급 물량을 크게 확대하기 위해서는 2.5D 패키징 기술의 중요성이 더 높다고 보고 있다. 현재 삼성전자는 HBM 제품 자체만이 아니라, HBM을 로직 반도체와 완결하기 위한 2.5D 패키징 기술도 함께 제공하는 방안을 추진 중이다. 2.5D 패키징은 넓은 기판 모양의 실리콘 인터포저 위에 반도체 다이(Die)들을 수평 배치하는 구조로 구성된다. 삼성전자는 이 2.5D 패키징을 '아이큐브'라는 브랜드로 기술력을 자체적으로 강화하고 있다. HBM 모듈을 몇 개 탑재하느냐에 따라 아이큐브2(HBM 2개 탑재), 아이큐브4(HBM 4개 탑재) 등으로 발전해오고 있다. 특히 삼성전자가 최근 주요 고객사와의 테스트에서 중점적으로 보고 있는 기술은 아이큐브6, 아이큐브8다. 업계 내 최신 HPC(고성능컴퓨팅) 가속기인 엔비디아 'GH100', AMD 'MI300' 등이 HBM을 6~8개 탑재하고 있기 때문이다. 업계 관계자는 "삼성전자가 내년 상용화를 목표로 주요 GPU 고객사들과 아이큐브6, 아이큐브8에 대한 품질 테스트를 진행 중"이라며 "특히 아이큐브8이 테스트를 통과하면 하위 버전 인증이 자동으로 완료되기 때문에 아이큐브8에 더 많은 힘을 싣고 있는 상황으로 안다"고 설명했다. 삼성전자가 HBM 및 2.5D 패키징을 고객사에 함께 제공하는 경우, HBM을 단품으로 넣는 것보다 공급 물량을 크게 늘릴 수 있을 것으로도 기대된다. HBM에서 패키징의 중요성이 대두된 이유는 생산능력(CAPA)의 한계 때문이다. 현재 AI 반도체 시장을 선점하고 있는 엔비디아는 대만 TSMC의 파운드리 및 패키징 기술을 활용한다. TSMC는 자체 개발한 2.5D 패키징에 'CoWoS'라는 이름을 붙였다. 그런데 엔비디아·AMD 등 주요 고객사들이 TSMC에 패키징을 상당 부분 의존하면서, TSMC의 패키징 생산능력이 한계에 도달했다는 우려가 지속적으로 제기돼 왔다. 이에 TSMC도 CoWoS 용량을 올해 월 8천장에서 내년 말까지 1만6천장 수준으로 늘릴 계획인 것으로 전해진다. 다만 투자 시기를 고려하면 당장의 생산능력이 빠듯하다는 게 업계 중론이다. 업계 관계자는 "HBM 물량이 충분해도 패키징 부족 때문에 AI 반도체 확보가 어려워지는 상황이 올 수 있다"며 "HBM과 패키징을 함께 제공하면 수주량을 3~4배 가량 크게 늘릴 수 있어 삼성전자도 2.5D 패키징 투자에 적극 나서고 있는 중"이라고 밝혔다.

2023.09.04 15:07장경윤

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