TSMC, CoPoS 패키징 추진을 위해 30개 장비 업체 선정

TSMC는 기존의 주력 패키징 기술인 CoWoS를 대체하는 패널레벨 기술 CoPoS를 도입하고 있다. CoPoS는 원형 실리콘 웨이퍼 대신 직사각형 유리 기판을 사용하며, 공급망 소식통 및 대만 언론 보도에 따르면 재료 활용률을 70% 미만에서 90% 이상으로 끌어올리고 단위 면적당 비용을 20~30% 절감한다.

"CoPoS는 원을 사각형으로 변환하는 패널레벨 패키징을 채택하여 기존 12인치 원형 웨이퍼의 재료 활용률을 70% 미만에서 90% 이상으로 크게 높이며, 2028년 이후 초대형 AI 칩에서 포토마스크 크기 최대화로 인한 기하학적 낭비와 급등하는 비용 문제를 해결한다"고 Commercial Times가 업계 소식통을 인용해 보도했다.

1차 데모 장비는 TSMC 자회사 VisEra의 대만 룽탄 공장에 인도되었으며, 일본, 미국, 독일, 대만의 약 30개 업체가 초기 평가 명단에 포함됐다. 장비는 노광 및 코팅, 금속화 및 구리 도금, 연삭 및 레이저 가공, 습식 공정 및 열처리, 몰딩 및 리플로우, 측정 및 검사 등 6개 공정 영역에 걸쳐 있다. 주요 공급사로는 노광 장비의 Canon, 금속화 부문의 Applied Materials와 Lam Research, 연삭 부문의 DISCO, 검사 부문의 KLA 등이 포함되지만, 대부분은 여전히 데모 단계에 있으며, 정식 구매 주문은 일반적으로 약 18개월의 검증 기간이 필요하다.

TSMC의 회장 C.C. Wei는 2026년 4월 실적 발표에서 CoPoS를 처음 공개했으며, 이후 대만 지식재산청에 'TSMC-COPOS' 상표를 출원했다. 이 기술은 점점 더 큰 패키징 면적이 요구되는 AI GPU 및 고성능 컴퓨팅 칩을 대상으로 한다. 향후 GPU는 CoWoS의 300mm 웨이퍼가 경제적으로 공급할 수 있는 수준을 훨씬 초과하는 패키징 솔루션이 필요할 수 있다. CoPoS 패널은 CoWoS의 300mm 원형 웨이퍼와 비교하여 750x620mm까지 확장 가능하므로, 더 큰 컴퓨팅 다이와 패널당 더 높은 생산량을 가능하게 한다.

유리 기판이 가져오는 트레이드오프

유리 코어 기판으로의 전환은 CoPoS의 성능 향상에 핵심적이지만 제조상의 과제를 수반한다. 관통유리비아(TGV)는 유기 기판 대비 휨 지수를 16% 개선하고 전기 인덕턴스와 저항을 감소시켜 더 많은 다이를 탑재한 대형 패키지를 가능하게 한다. 그러나 유리는 취성(脆性)이 있어 미세한 흠집이 응력 하에서 구조적 손상으로 발전할 수 있으며, 전기 전도성이 실리콘보다 낮아 고전력 애플리케이션에 장애 요인이 된다.

TSMC의 초기 패널 크기 목표는 310x310mm이며, 시범 생산은 2027년, 양산은 2028년 하반기로 예정되어 있다. 유리 코어 기판의 완전한 채택은 2030년 이후에나 가능할 것으로 전망된다. TSMC는 Ibiden 및 Innolux와 협력하여 유리를 두 개의 ABF 층 사이에 샌드위치 형태로 배치하는 3층 유리 코어 설계를 개발 중이다. 생산은 2029년에서 2030년 사이에 대만 치아이에 있는 VisEra 현장 또는 TSMC의 애리조나 팹으로 확장될 수 있다.

대만 장비 제조사들은 이러한 전환에 대비하고 있다. Manz Automation은 TGV 금속화 및 RDL 공정용 장비를 준비 중이다. InnoService는 2027년까지 구리 컬럼 증착 장비의 양산 준비를 마칠 계획이다. Scientech와 Grand Process Technology는 습식 공정 및 세정 장비를 제공하고 있으며, Chroma는 패널 검사 시스템을 개발 중이다. V5 Tech, Favite, Weike Semi는 대만 기업 중 유리 기판용 측정 및 검사 장비를 공급하는 업체들로, 이 부문은 CoWoS 공급망에서 진입 기회가 제한적이었다.

경쟁 구도와 투자자 영향

Intel은 뉴멕시코주 리오란초 시설에서 병행 유리 기판 전략을 추진 중이며, 회사는 이를 첨단 패키징의 '크라운 주얼'이라고 표현했다. Amkor는 Intel의 유리 기판 기술이 3년 내 상용화될 것이라고 밝혔다. 패널레벨 패키징을 향한 경쟁은 두 파운드리가 모두 새로운 장비 생태계에 막대한 투자를 하고 있음을 의미하며, TSMC의 약 30개 업체 명단은 필요한 자본의 규모를 시사한다.

AMD는 2028년 출시가 예상되는 클라이언트 중심 Zen 7 라인업을 위해 TSMC의 팬아웃 패널레벨 패키징 및 1.4nm 공정의 핵심 고객이 될 것으로 예상된다. CoPoS의 채택은 클라이언트 애플리케이션을 넘어 AI 및 데이터센터 시장으로 확장되며, 이 분야에서는 패키징 용량이 GPU 공급의 병목 현상이 되고 있다. TSMC의 CoWoS 용량은 여러 분기 연속으로 매진되었으며, CoPoS는 CoWoS만으로는 충족할 수 없는 패키징 수요에 대한 TSMC의 해결책을 의미한다.

투자자에게 CoPoS의 성장은 기회와 위험을 동시에 창출한다. 초기 공급 업체 명단에 포함된 Applied Materials, Lam Research, Canon, DISCO, KLA 등의 장비 제조사는 TSMC가 패널레벨 생산 라인을 구축함에 따라 지속적인 수요를 볼 수 있다. Scientech, Grand Process Technology, Chroma 등 대만 공급사들은 CoWoS 시대에는 존재하지 않았던 새로운 수익원에 대한 노출을 얻게 된다. 그러나 18개월의 검증 주기는 CoPoS 장비 주문의 단기 수익을 제한하며, 데모 단계의 모든 업체가 생산 계약으로 전환되지는 않을 것이다. TSMC 자체는 선행 주가수익비율(PER) 약 22배에 거래되고 있으며, CoPoS 투자 사이클은 이미 380억~420억 달러로 상향 조정된 2026년 자본지출 가이던스에 반영되어 있다.

본 기사는 정보 제공 목적으로만 작성되었으며 투자 조언을 구성하지 않습니다.