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TSMC,대만·日 패키징공장 확장
고객사 수요에 맞춰 영향력 확대
삼성전자,패키징 기술 개발 총력
수율 안정성 낮아 고객 확보 난항

글로벌 파운드리(반도체 위탁생산) 시장에서 1위 기업인 TSMC 쏠림현상이 더 거세지고 있다.

첨단 패키징 공정기술을 발 빠르게 도입해 엔비디아 등 인공지능(AI) 그래픽처리장치(GPU)를 만드는 주요 고객사의 수요에 적극 맞춰 나가며 영향력을 키우고 있다는 분석이다.

삼성전자도 첨단 패키징 공정기술을 적극 개발하고 도입하고 있지만 아직 고객 확보에는 난항을 겪고 있다.

■엔비디아,블록체인노믹스TSMC 첨단 패키징 공정 3분의 2 "우리 것"

24일 외신 및 반도체 업계에 따르면 엔비디아는 차세대 블랙웰 아키텍처 GPU의 본격 양산에 들어가면서 TSMC의 첨단 패키징 공정인 '칩 온 웨이퍼 온 서브스트레이트'(CoWoS)-L 물량 중 70% 이상을 계약한 것으로 전해졌다.

특히 엔비디아는 미국의 오픈AI와 소프트뱅크 등이 추진 중인 '스타게이트 프로젝트'에 따라 AI 서버 및 데이터센터의 신규 구축 수요가 폭증할 것으로 보고 이에 대응하기 위해 TSMS의 CoWoS-L 캐파(생산능력)를 대거 선점한 것으로 분석된다.

TSMC의 CoWoS-L은 재배선층(RDL)을 기반으로 로컬 실리콘 인터포저(반도체 칩과 기판 사이를 중재하는 부품)를 연결단자로 사용하는 방식을 채택하는 등 더 정교한 패키징을 요구하는 공정이다.성능,포커 에퀴티수율 및 비용 측면에서 이전 CoWoS-S 및 CoWoS-R 고급 패키징 기술보다 우수하고 기술적 난이도가 높아 차세대 패키징 방식으로 불린다.

TSMC는 CoWoS-L 공정 생산용량 확대를 위해 대만과 일본 등지에서 적극적으로 패키징 공장을 확장하고 있다.

업계 관계자는 "AI 반도체의 핵심은 단순한 칩 제조가 아니라 고급 패키징 기술 등을 결합해 최적의 성능을 내는 것"이라며 "향후 AI 반도체 시장에서 패키징 기술경쟁은 더욱 치열해질 것"이라고 내다봤다.

■삼성 패키징 승부수에도…격차는 점차 벌어져

TSMC가 CoWoS-L을 앞세워 AI 칩 패키징 시장에서 강력한 우위를 점하고 있는 가운데 삼성전자도 자체 패키징 기술을 내부적으로 키우고 있다.삼성전자는 2.5차원 패키지 솔루션 '아이큐브(I-Cube)'와 3차원 솔루션 '엑스큐브(X-Cube)' 기술 등을 고도화해 AI 반도체 시장에서 경쟁력을 확보하기 위해 총력을 다하고 있다.

송재혁 삼성전자 반도체(DS) 부문 최고기술책임자(CTO) 겸 반도체연구소장 사장도 지난 19일 열린 국내 최대 반도체 전시회 '세미콘 코리아 2025' 기조연설에서 "반도체의 성능을 높이고 전력소모를 낮추기 위해 실리콘 프로세스(전공정)도 중요하지만,기술한계로 미세 프로세스 개발이 늦어지고 있다"며 "패키징(후공정) 기술 등으로 기술적 한계를 극복할 수 있다"고 강조했다.

다만 TSMC와는 매 분기 점유율 격차가 벌어지며,삼성전자는 고객사를 확보하는 것 자체에 난항을 겪고 있다.

실제 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난해 3·4분기 파운드리 시장점유율은 TSMC 64.9%,토토의 타로이야기삼성전자 9.3% 등으로 TSMC가 전체 시장의 절반 이상을 차지하고 있다.

업계 관계자는 "삼성전자가 파운드리에서 수익을 내기 위해 주요 고객사를 확보하는 것이 시급하지만,패키징에서 TSMC의 CoWoS-L에 비해 상대적으로 뒤처져 있고 TSMC 대비 3나노미터(1㎚=10억분의 1m) 최신 공정에서 수율 안정성이 낮은 상황"이라고 진단했다.