"TSMC보다 먼저 간다"… 대만 파워텍, 2027년 '세계 최초 AI 칩용 패널 레벨 패키징' 상용화

인공지능(AI) 붐으로 글로벌 첨단 반도체 패키징 공급 부족이 심화되는 가운데, 대만의 주요 후공정(OSAT) 전문 기업인 파워텍 테크놀로지(Powertech Technology·리청과기)가 2027년 초 세계 최초로 AI 칩 전용 '팬아웃 패널 레벨 패키징(FOPLP)' 양산에 돌입한다.

기존 파운드리 절대강자인 TSMC의 원형 웨이퍼 기반 패키징(CoWoS) 도입 속도를 앞질러 대형 직사각형 패널 규격을 선제 상용화함으로써, AMD와 브로드컴 등 글로벌 빅테크를 첫 고객사로 확보하고 차세대 AI 반도체 패키징 주도권을 쥐겠다는 전략이다.
8월 27일(현지시각) 일본 종합 경제 미디어 닛케이 아시아(Nikkei Asia) 보도에 따르면, 차이두궁(D.K. Tsai) 파워텍 회장은 대만 신주에서 기자간담회를 열고 오는 2027년까지 총 700억 대만달러(약 3조 440억 원)를 투자해 첨단 패널 레벨 패키징 전용 생산 라인을 구축한다고 공식 발표했다.

차이 회장은 "이번 투자는 내 경영 인생에서 가장 큰 승부수(내기)"라며 "이 날을 위해 10년 이상 기술 연구개발(R&D)을 지속해왔다"고 강조했다.


칩 패키징은 여러 종류의 이종 칩(로직, 메모리 등)을 기판 위에 수직·수평으로 배열하고 연결하는 공정이다.

기존 TSMC가 주도하는 첨단 패키징(CoWoS)은 직경 300mm(12인치) 크기의 둥근 원형 실리콘 웨이퍼 위에서 칩을 가공하기 때문에, 가장자리(모서리) 버려지는 면적이 많고 단일 기판에 담을 수 있는 AI 프로세서의 크기와 개수에 물리적 한계가 존재했다.

반면 파워텍이 상용화하는 패널 레벨 패키징(PLP)은 대형 직사각형(패널) 형태의 유리기판이나 유기 복합 기판을 사용한다.
원형 대비 유효 면적이 획기적으로 넓어져 단일 사이클당 생산 처리량(Throughput)이 3배 이상 증가하며, 고성능 서버 CPU, AI 가속기, HBM(고대역폭메모리), 첨단 실리콘 포토닉스(CPO) 등 다양한 이종 칩렛(Chiplet)을 하나의 대형 패키지로 고밀도 통합할 수 있다.

AMD·브로드컴 '첫 도입자' 확정… 싱가포르 합작 공장까지 글로벌 확장

파워텍은 과거 마이크론, 키옥시아, 샌디스크 등을 핵심 고객사로 둔 세계 최대 메모리 칩 패키징·테스트 기업으로 출발했으나, 2016년부터 FOPLP 선행 연구에 착수하며 시스템 반도체 분야로 체질 개선을 추진해왔다.

업계 경영진에 따르면, 글로벌 팹리스 대기업인 AMD와 브로드컴(Broadcom)이 파워텍의 FOPLP 기술을 가장 먼저 채택하는 1차 도입 고객사가 될 예정이다.

파워텍은 브로드컴과 함께 싱가포르에 프리미엄 AI 칩 및 첨단 패키징을 위한 합작 투자를 단행했으며, 해당 싱가포르 공장은 2028년경 본격 생산에 들어갈 계획이다.

아울러 필리핀 소재 온세미(Onsemi) 패키징 시설 인수와 자회사(Greatek, Tera Probe)를 통해 전력관리반도체(PMIC) 및 차량용 칩으로 사업 포트폴리오를 다변화하고 있다.

TSMC의 CoPoS 추격 속 '패키징 병목 해소' 대체재로 급부상

현재 엔비디아, 구글, 아마존 등이 사용하는 표준 패키징은 여전히 TSMC의 CoWoS에 집중되어 있으나, 천문학적인 AI 칩 수요를 TSMC 단일 공급망으로 감당하지 못하면서 '첨단 패키징 캐파(CAPA) 부족'이 글로벌 반도체 공급망의 최대 병목으로 지목되어 왔다.

TSMC 역시 직사각형 패널 기반의 차세대 패키징 기술인 'CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate)'를 개발 중이지만, 상용 양산 시점은 파워텍보다 늦을 것으로 관측된다.

앞서 웨이저자(C.C. Wei) TSMC 회장도 "AI 인프라 수요 폭증으로 TSMC의 자체 패키징 공급이 여전히 타이트한 상황에서, 경쟁력 있는 후공정 기업들이 시장에 진입해 고객에게 다양한 선택지를 제공하는 것을 환영한다"고 밝힌 바 있다.

파워텍의 22억 달러 규모 AI 칩 패널 레벨 패키징 상용화는, 향후 ‘TSMC가 독점해 온 글로벌 AI 가속기 패키징 생태계에 균열을 내며 후공정(OSAT) 기업들이 고부가가치 턴키 파트너로 도약하는 전환점’과 더불어 ‘사각 패널 기반의 패키징 규격이 차세대 AI 데이터센터 칩셋의 새로운 글로벌 폼팩터 표준으로 안착할지 여부’를 가늠할 핵심 테크 지표로 작용할 전망이다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com