승부처 떠오른 첨단패키징…삼성, TSMC와 첨단공정 경쟁

[이데일리 김소연 기자] 인공지능(AI) 반도체 수요에 따라 메모리 업체들이 설비 투자 확대에 나서는 가운데 최첨단 패키징 시장도 함께 커지고 있다. 첨단 패키징(AVP) 사업이 미래 반도체 산업의 핵심으로 떠오르면서 삼성전자(005930)는 TSMC와 첨단 공정에서 치열한 경쟁을 벌일 것으로 예상된다.

2일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 첨단 패키징 시장은 올해 10% 이상 성장할 것으로 예상했다. 2025년에는 성장률이 20%를 넘어설 전망이다. 트렌드포스는 이와 같은 성장이 주요 반도체 제조업체들이 지속적인 첨단 패키징 용량 확장에 나서고 있고, 글로벌 AI 서버 시장이 확대됨에 따라 이루어진다고 설명했다.

TSMC는 최근 대만 폭스콘그룹 산하 패널업체 이노룩스의 액정표시장치(LCD) 공장을 전격 인수했다. 고성능 인공지능(AI) 반도체를 구현할 수 있는 자체 패키징 기술인 ‘칩온웨이퍼온서브스트레이트(CoWoS)’ 투자를 확대하려는 포석으로 풀이된다. TSMC는 CoWoS 패키징을 통해 엔비디아나 AMD, 애플 등 글로벌 빅테크에 AI 반도체 물량을 납품하고 있다.

CoWoS는 인쇄회로기판(PCB) 대신 실리콘 기반 인터포저라는 판 위에 메모리와 로직 반도체를 올리는 패키징으로, 메모리와 로직 반도체 간 연결성을 극대화한다. 기존 방식보다 칩 간 연결성을 향상시켜 AI 고성능 칩을 만들 때 선호하는 방식이다.

TSMC는 대만 주난, 타이중, 자이, 타이난 등 지역에서 첨단 패키징 공장을 설립하고, 신뢰할 수 있는 현지 공급망을 구축하기 위해 현지 공급업체를 전략적으로 육성하고 있다. TSMC의 첨단 패키징은 대만의 패키징 장비 업체들의 핵심 성장 동력으로 작용하는 모양새다.

기업별 첨단 패키징 투자 시설 계획(사진=트렌드포스)

삼성전자는 파운드리와 메모리, 패키지 역량을 모두 보유한 종합 반도체 기업의 강점을 내세운 ‘턴키 서비스’를 제시한다. AI반도체에 적합한 저전력·고성능 반도체를 구현하기 위한 GAA(게이트올어라운드) 공정과 2.5차원 패키지 기술 경쟁력을 바탕으로 선단 공정 서비스를 강화한다는 전략이다. 또 삼성전자는 새로운 첨단 패키징 기술인 ‘팬아웃(FO)-패널레벨패키지(PLP)’를 강화하는 전략을 세우고 있다. FO-PLP는 기존 원형 웨이퍼를 대체하기 위해 직사각형 인쇄회로기판(PCB) 패키징을 도입한 기술이다.

시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 올해 2분기 기준 TSMC의 시장 점유율은 62%로, 2위 삼성전자(13%)와 여전히 큰 격차를 보이고 있다.

김양팽 산업연구원 전문연구원은 “레거시 분야에서는 삼성전자와 TSMC가 경쟁할 때 시장 규모에서 밀릴 수밖에 없다”며 “다만 첨단 공정에서는 경쟁할 수 있다”고 강조했다. 그는 “삼성은 주력하는 첨단 분야에서 돌파구를 찾아야 한다”고 덧붙였다.