에이전틱 AI 격돌에 AMD 패키징 급증… HBM 공급망 분산

AMD가 스스로 판단하고 복합 업무를 처리하는 에이전틱 인공지능(Agentic AI) 프로세서 물량 확대에 맞춰 2027년 TSMC 첨단 패키징 수요를 53만 웨이퍼로 308% 늘리며 점유율 20%를 확보한다.

미국 IT 매체 Wccftech는 8월 25일(현지시각) 모건스탠리 보고서를 인용해 엔비디아가 여전히 최대 고객이지만 수요 비중은 45%로 낮아진다고 보도했다. 차세대 AI 칩 시장의 양강 구도가 뚜렷해지면서 한국 메모리 제조사의 고대역폭메모리(HBM) 공급망 의존도가 다변화할 것이라는 전망이 나온다.


스스로 목표를 설정해 행동하는 에이전틱 AI 워크로드 확산으로 차세대 서버 프로세서와 AI 가속기 출하가 늘어나며 대만 TSMC의 첨단 패키징 확보 경쟁이 본격화했다. 첨단 패키징인 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)는 여러 반도체를 하나의 얇은 판 위에 수평으로 배치해 데이터 전송 속도를 대폭 높이는 공정이다.
모건스탠리는 보고서에서 AMD의 글로벌 CoWoS 수요가 2026년 13만 웨이퍼에서 2027년 53만 웨이퍼로 308% 증가할 것으로 추산했다. 이로써 전체 CoWoS 시장 내 AMD 점유율은 같은 기간 9%에서 20%로 도약한다. 이러한 성장은 고성능 연산에 특화한 6세대 EPYC 베니스(Venice) 서버 프로세서 물량 확대가 견인한다.

여러 작은 칩을 이어 붙여 하나의 대형 칩으로 구현하는 다중 칩 구조를 적용한 MI455와 MI450 가속기가 투입되며 패키징 면적 소모를 끌어올렸다. 2나노미터(nm) 미세 공정을 적용한 AMD 에픽 베니스 출하량은 2026년 125만 대에서 2027년 675만 대로 성장할 전망이다.


전체 첨단 패키징 시장이 급팽창하는 가운데 엔비디아의 점유율은 분산되는 흐름을 보인다. 보고서에 따르면 2027년 글로벌 CoWoS 총수요는 2026년 139만 4000 웨이퍼에서 93% 증가한 269만 4000 웨이퍼에 달한다. 이 과정에서 엔비디아의 패키징 수요 비중은 2026년 59% 수준에서 2027년 45%로 낮아질 것으로 제시됐다.

다만 비중 하락이 시장 지배력 상실을 뜻하지는 않는다. 엔비디아의 2027년 CoWoS 수요는 약 122만 2000 웨이퍼로 전년 대비 57% 성장하며 최대 고객 지위를 지킨다. 전체 시장의 성장 속도가 자체 수요 증가 폭을 앞지르며 상대적 수치가 낮아졌다는 분석이다.

차세대 서버 칩 출하에서는 양강 구도가 뚜렷해진다. 2027년 엔비디아의 베라(Vera) CPU 출하량은 575만 대로 추산된다. 반면 AMD 에픽 베니스는 675만 대를 기록해 엔비디아보다 약 17% 더 많은 출하를 기록할 것이라는 관측이다. 모건스탠리는 두 기업의 반도체 설계 방식 차이도 패키징 소모량 격차에 영향을 미친다고 짚었다.
AMD의 MI455 계열은 여러 칩을 결합하는 멀티 칩 모듈 방식을 사용해 단일 실리콘 판에 회로를 전부 새기는 단일 칩 기반인 엔비디아 루빈(Rubin) 아키텍처 대비 웨이퍼 사용량이 많다. 결과적으로 칩 구조의 차이와 출하 물량의 동반 상승이 AMD의 패키징 점유율을 끌어올린 핵심 동력으로 작용했다.


차세대 AI 칩의 첨단 패키징 수요 분산은 한국 메모리 제조사의 공급처 다변화로 이어진다는 분석이 나온다. CoWoS 패키징 공정은 중앙처리장치나 그래픽처리장치 옆에 D램을 수직으로 쌓아 올린 고대역폭메모리(HBM)를 필수 결합하는 구조다.

AMD의 패키징 물량 확대는 엔비디아 한 곳에 집중되던 첨단 패키징용 HBM 수요가 AMD 진영으로 분산됨을 의미한다. SK하이닉스와 삼성전자는 AMD 가속기와 서버 플랫폼에 고성능 메모리를 공급하는 제조사로 콘퍼런스콜을 통해 고객사 다변화 흐름을 밝혀 왔다. 기업별 구체적인 계약 수치는 공개되지 않았으나 복수 고객사 확보는 단일 공급처 의존에 따른 가격 협상 부담을 줄이는 구조적 요인으로 꼽힌다.

TSMC의 2027년 생산능력 배정이 확정되면 한국 제조사들은 분산된 수요처를 상대로 고부가 HBM 출하 협의를 진행할 수 있다. 반면 AMD의 신형 2나노 공정 수율 확보가 늦어져 2027년 출하량이 목표치에 미달하거나 TSMC의 패키징 공장 증설이 지연될 경우 공급망 다변화 속도 역시 늦춰질 수 있다는 반론도 존재한다.

메모리 반도체 제조사들의 향후 실적 발표에서 제시될 비(非) 엔비디아 고객사 향 HBM 매출 비중 변화가 시장의 핵심 관전 포인트다. 첨단 패키징 시장의 단일 독점 구조가 서서히 분산됨에 따라 2027년을 전후로 구체화할 글로벌 파운드리 생태계의 패키징 물량 배정이 공급망 전반의 판도를 가늠할 주요 잣대가 될 전망이다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com