"빛으로 데이터 쏜다"… ‘세미콘 타이완’ 앞두고 '실리콘 포토닉스·FOPLP' 경쟁 격화

인공지능(AI) 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 칩셋의 물리적 대역폭 한계와 막대한 전력 소모를 돌파할 게임체인저로 ‘실리콘 포토닉스(Silicon Photonics·광반도체 기반 공동 패키징 광학)’와 ‘팬아웃 패널 레벨 패키징(FOPLP)’이 급부상하고 있다.

아시아 최대 반도체 행사인 '세미콘 타이완 2026(SEMICON Taiwan 2026)' 개막(9월 2일)을 앞두고 글로벌 파운드리 및 첨단 후공정(OSAT) 기업들이 차세대 패키징 양산 로드맵을 잇따라 공개한 가운데, 대만 주요 패키징 제조사의 FOPLP 생산 라인이 2030년까지 전량 조기 매진되는 등 차세대 패권 다툼이 본격화됐다.

9월 1일(현지시각) 대만 유력 영자지 타이베이 타임스(Taipei Times) 보도에 따르면, 대만 굴지의 반도체 패키징·테스트 기업인 파워텍 테크놀로지(Powertech Technology·力成科技)는 신주 과학단지에서 열린 기술 브리핑을 통해 자체 구축한 첨단 팬아웃 패널 레벨 패키징(FOPLP) 생산 라인의 생산능력(CAPA)이 글로벌 빅테크 고객사 2곳의 선주문으로 2030년까지 100% 가동률 예약(완판)을 완료했다고 공식 발표했다.

차이두궁(Tsai Du-kung) 파워텍 회장은 "지난 6년간 FOPLP 기술개발에 매진한 끝에 90% 이상의 양산 수율을 확보했다"며 "대형 고객사들의 폭발적인 수요 덕분에 2030년까지 생산능력에 대한 고객 확보 우려는 완전히 해소된 상태"라고 밝혔다.

FOPLP 기술은 기존의 300mm(12인치) 원형 실리콘 웨이퍼 대신 대형 사각형 유리기판·패널(510×515mm 등)을 활용해 칩을 패키징하는 차세대 공정이다.

기존 웨이퍼 기반 팬아웃(FOWLP) 공정 대비 유효 면적이 수배 이상 넓어져 생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 여러 개의 이종 칩렛(Chiplet)을 단일 기판 위에 평면 및 3차원으로 초미세 집적하는 데 탁월한 효율을 제공한다.

파워텍은 AI 반도체 수요 급증에 맞춰 대만 디스플레이 제조사 AUO의 팹(L3C)을 인수해 클린룸을 확장했으며, 오는 2027년 중반 본격적인 대량 양산에 돌입한 뒤 2028년까지 생산능력을 대폭 증설할 방침이다.

구리선 대신 빛으로 전송… 실리콘 포토닉스(CPO) 본격 상용화
이번 세미콘 타이완 2026의 최대 화두는 단연 '공동 패키징 광학(CPO·Co-Packaged Optics)'이다.

수만 개의 AI GPU가 맞물려 돌아가는 초대형 하이퍼스케일 데이터센터 환경에서 기존 구리 배선 기반의 전기 신호 전송은 극심한 신호 왜곡, 발열, 전력 병목이라는 물리적 한계에 부딪혔다.

이를 해결하기 위해 전기 신호 대신 빛(광자)을 이용해 칩과 칩, 랙과 랙 사이의 데이터를 초고속·초저전력으로 전송하는 광집적 집적회로(PIC)와 광학 엔진을 반도체와 단일 패키지로 묶는 CPO 기술이 필수 불가결한 표준으로 자리 잡았다.

세계 최대 파운드리 TSMC는 독자 광학 엔진 플랫폼인 'COUPE(Compact Universal Photonic Engine)'의 대량 양산 일정을 구체화하며 시장 선점에 나섰으며, 파워텍을 비롯해 ASE 테크놀로지, 라간 정밀(Largan Precision) 등 대만 공급망 전체가 올해 소량 부품 출하를 시작으로 2027년 CPO 스위치 양산에 돌입하는 '풀스택 광학 생태계'를 완성해가고 있다.

2030년 2조 달러 반도체 시장… '후공정이 승패 가른다'

국제반도체장비재료협회(SEMI)는 AI 인프라 확충에 힘입어 글로벌 반도체 시장 규모가 2030년까지 2조 달러(약 2,746조 원)를 돌파할 것으로 내다봤다.

SEMI의 클라크 쩡(Clark Tseng) 마켓 인텔리전스 수석 디렉터는 "전 세계 반도체 제조 장비 매출이 2028년 2,200억 달러로 급증할 것"이라며 "전공정의 미세화 한계를 돌파하기 위한 첨단 패키징 및 실리콘 포토닉스 기술이 전체 반도체 생태계의 성장을 이끄는 핵심 견인차가 될 것"이라고 진단했다.

세미콘 타이완 2026을 계기로 촉발된 FOPLP와 CPO 기술 상용화 경쟁은, 향후 ‘엔비디아·AMD 등 글로벌 빅테크의 차세대 AI 가속기 성능을 결정짓는 핵심 후공정 표준화 경쟁’이자 ‘대만과 한국 등 글로벌 반도체 제조 강국 간의 첨단 패키징 제조 주도권 싸움’을 가속하는 분수령으로 작용할 전망이다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com