엔비디아·AMD·인텔 등 시스템 반도체만 만드는 곳이나 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 등 메모리 반도체를 만드는 기업은 많지만, 이들 칩을 하나로 이어줄 수 있는 기술력을 가진 곳은 많지 않다. 하지만 첨단 패키징 기술을 주도한 회사가 실질적으로 반도체를 만드는 전(前)공정까지 모두 싹쓸이하는 파운드리 사업 구조를 고려하면 사실상 수백조원 규모의 시장이 첨단 패키징 기술에 달린 셈이다. TSMC는 가장 먼저 패키징 기술의 잠재력을 내다보고 관련 기술에 투자해 ‘CoWoS’로 불리는 첨단 패키징 기술을 내세워 엔비디아 물량을 독점 수주해 레이스 초반 선두로 치고 나갔다.
게임룰 바뀐 반도체 전쟁 올해 엔비디아는 시가총액 1조 달러를 돌파한 최초의 반도체 기업이 됐다. 시장에서 개당 4만 달러를 호가하는 고성능 인공지능 칩 ‘H100’ 덕분이다. 연산을 처리하는 시스템 반도체인 그래픽처리장치와 데이터를 저장하는 고대역폭 메모리 반도체가 마치 하나의 칩처럼 연결된 H100의 혁신적 설계 구조는 ‘게임의 룰’이 바뀌고 있음을 단적으로 보여준다. H100의 경우 전체 설계는 엔비디아, 실제 생산과 패키징은 TSMC, HBM은 SK하이닉스가 각각 맡았다.
게임의 룰은 패키징에서부터 변하고 있다. 패키징은 원래 웨이퍼 상태의 칩을 전자기기에 부착할 수 있도록 가공해 주는 반도체 제조 공정의 뒷부분을 뜻한다. 하지만 인공지능 구현을 위해 기기 속에서 저마다 역할을 해오던 CPU와 GPU, D램 등 서로 다른 칩을 마치 한 몸처럼 구동시켜야 하게 되면서 패키징의 위상이 완전히 달라졌다. 쓰임이 서로 다른 반도체를 고층 건물처럼 쌓아 올려 엄청난 성능을 발휘할 수 있게 해주는 첨단 패키징 기술 시대가 막을 올리게 된 배경이다. 엔비디아가 내년부터 생산에 돌입하는 차세대 AI 칩 ‘GH200’ 역시 CPU와 GPU, 메모리 반도체가 하나의 칩으로 합쳐진 주상복합 구조의 반도체다.
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