HBM은 한국서, AI칩 패키징은 대만서…TSMC가 쥔 공급망

한국 반도체 수출이 인공지능(AI) 수요를 따라 대만으로 빠르게 쏠리고 있다. 국내에서 생산된 고대역폭메모리(HBM)가 대만 TSMC의 첨단 패키징 공정으로 향하면서 대만이 중국에 이은 주요 반도체 수출국으로 떠올랐다.

28일 업계에 따르면 중국의 반도체 수출 비중이 줄어든 자리를 대만이 빠르게 채우고 있다. 국내에서 생산된 HBM이 대만 TSMC의 첨단 패키징 공정으로 향하면서 중국 의존 완화가 곧 수출시장 다변화로 이어지지는 않은 셈이다.

한국은행에 따르면 한국의 전체 반도체 수출에서 대만이 차지하는 비중은 2022년 9.0%에서 지난해 19.9%로 두 배 이상 확대됐다. 수출 대상국 순위도 같은 기간 4위에서 2위로 올라섰다.

대만향 수출이 급증한 배경에는 HBM을 비롯한 AI 반도체 수요 확대가 있다. 국내에서 생산된 HBM은 그래픽처리장치(GPU) 등 연산용 반도체와 결합하는 첨단 패키징 공정을 거쳐야 한다. 해당 공정은 TSMC가 주도하고 있다.
SK하이닉스 관계자는 “HBM은 주요 빅테크의 AI 가속기에 탑재되는 제품으로, 최종 AI 반도체는 주로 TSMC의 2.5차원(2.5D) 패키징 공정을 거쳐 완성된다”고 설명했다.

이어 “이 과정에서 국내에서 생산된 HBM이 대만으로 공급되고, 해당 물량이 관세청 통계에서 대만향 수출로 인식되면서 수출 비중이 늘어난 것으로 보인다”고 말했다.

대만향 반도체 수출이 늘었다고 해서 대만 내 최종 소비가 같은 폭으로 증가한 것은 아니라는 의미다. 한국에서 생산된 HBM이 대만에서 패키징된 뒤 미국 빅테크 등 최종 고객사로 공급되기 때문에 수출 목적지와 최종 수요처가 다르다.

한국은행 관계자는 대만향 반도체 수출 증가에 HBM 확대가 주요하게 영향을 미친 것으로 분석했다. 국내 HBM이 TSMC의 첨단 패키징 공정으로 향하는 구조를 고려하면 단순한 수출시장 다변화보다 새로운 공급망 집중으로 보는 것이 적절하다는 설명이다.

문제는 국내 업체가 HBM 생산을 확대하더라도 TSMC의 패키징 생산능력이 이를 뒷받침하지 못하면 최종 AI 반도체 출하가 제한될 수 있다는 점이다. 대만 현지에서 생산 차질이 발생할 경우 국내 HBM 업체도 영향을 피하기 어렵다.
이종환 상명대 반도체시스템공학과 교수는 “TSMC에서 문제가 발생하면 완성된 AI 반도체가 엔비디아나 빅테크 기업으로 공급되기 어려워진다”며 “HBM을 생산하는 SK하이닉스도 영향을 받을 수밖에 없는 구조”라고 말했다.

TSMC의 첨단 패키징을 단기간에 대체할 업체도 마땅치 않다는 게 전문가들의 평가다. 기술력뿐 아니라 대규모 생산능력과 고객사 인증을 동시에 갖춰야 해서다.

이 교수는 “현재 TSMC의 첨단 패키징을 단기간에 대체할 업체는 사실상 없다”며 “지금과 같은 시스템에서는 TSMC에 병목 현상이 발생하면 HBM 공급을 확대하더라도 최종 제품 출하를 늘리기 어렵다”고 설명했다.

AI 가속기 시장이 확대될수록 대만향 반도체 수출 비중은 더 높아질 가능성이 있다. 미국 빅테크들이 엔비디아 GPU 의존도를 낮추기 위해 자체 AI 반도체 개발을 늘리더라도 제품에 탑재되는 HBM과 첨단 패키징 수요는 함께 증가하기 때문이다.

이 교수는 “빅테크의 자체 AI 반도체 개발이 확대될수록 HBM 수요도 늘어 대만 의존도가 더 높아질 가능성이 있다”며 “장기적으로는 베이스다이와 파운드리, 패키징까지 공급망 전반의 역량을 확대해야 TSMC 의존도를 낮출 수 있을 것”이라고 말했다.


이다현 글로벌이코노믹 기자 dh2@g-enews.com