세계 반도체 패키징 기술에 또 한 번 지각변동이 일어났습니다. TSMC가 자사의 기술 심포지엄에서 공개한 SoW-X는 기존 CoWoS 기술을 완전히 뛰어넘는 새로운 반도체 패키징 방식으로, 앞으로 삼성전자와 인텔이 따라가기 어려운 수준의 성능 도약을 예고하고 있습니다.
SoW-X란 무엇인가?
SoW(System-on-Wafer)-X는 이름 그대로, 웨이퍼 전체를 시스템 단위로 사용하는 차세대 패키징 기술입니다. 기존의 CoWoS(Co-package on Wafer with Silicon Interposer) 기술 역시 고성능 AI 칩 패키징에 적합하다는 평가를 받아왔지만, SoW-X는 그 수준을 완전히 다른 차원으로 끌어올렸습니다.
TSMC에 따르면 SoW-X는 40배의 레티클(reticle) 크기 증가와 최대 60개의 HBM(Higher Bandwidth Memory) 스택 지원을 통해, 기존 CoWoS 대비 40배 더 강력한 연산 성능을 제공할 수 있습니다. 이는 대규모 AI 연산 및 초고속 데이터 처리 환경에 최적화된 구조입니다.
CoWoS의 진화와 SoW로의 전환
TSMC는 현재 CoWoS-L에서 사용 중인 5.5배 크기의 레티클을, 새로운 CoWoS 공정에서는 9.5배로 확장할 계획입니다. 이 버전은 2027년부터 양산에 돌입하며, 최대 12개의 HBM 스택을 수용할 수 있게 됩니다. 이는 엔비디아, AMD 등 고성능 GPU 업체들이 가장 주목할 기술입니다.
하지만 진정한 혁신은 그 이후 등장할 SoW-X입니다. 단순한 확장이 아니라 아예 패키징의 개념 자체를 바꾸는 기술이며, 웨이퍼 전체를 하나의 칩처럼 동작하게 만드는 것이 특징입니다.
삼성과 인텔은 왜 뒤처지고 있나?
삼성전자와 인텔 역시 고성능 패키징에 꾸준히 투자하고 있으나, 현재까지는 CoWoS 수준조차 따라잡는 데 어려움을 겪고 있습니다. 삼성은 HBM 생산에서는 강점을 보이고 있지만, TSV(Through Silicon Via)나 하이브리드 본딩과 같은 패키징 인터페이스 기술에서는 TSMC에 비해 성숙도가 낮다는 평가가 많습니다.
인텔은 Foveros 기술로 대응하고 있지만, 아직 대규모 AI 서버용 칩에서의 실전 경험이 제한적입니다. TSMC는 이미 엔비디아, AMD, 애플 등과의 협업을 통해 SoW 기반 양산 준비를 착실히 해오고 있으며, 이 격차는 쉽게 줄어들지 않을 전망입니다.
SoW-X는 왜 중요한가?
AI 시대의 본격적인 도래와 함께, 연산 밀도와 데이터 처리량은 모든 반도체 설계의 핵심이 되었습니다. SoW-X는 하나의 패키지 안에서 GPU, NPU, HBM 등을 모두 통합할 수 있어, AI 클러스터에 최적화된 성능과 에너지 효율성을 보장합니다.
레티클 사이즈가 커질수록 더 많은 회로와 메모리를 동시에 처리할 수 있으며, 이를 통해 복잡한 AI 연산을 실시간으로 병렬 처리하는 것이 가능해집니다. 이는 기존 기술로는 구현하기 어려운 수준의 성능을 가능케 합니다.
결론: TSMC 독주의 시대?
TSMC는 단순한 기술 발표를 넘어, 패키징 시장의 패러다임을 다시 쓰고 있습니다. SoW-X는 CoWoS의 단계를 넘어, 시스템 수준의 집적과 병렬 연산을 실현할 수 있는 진정한 차세대 패키징 기술입니다.
삼성전자와 인텔이 이 흐름을 얼마나 빠르게 따라잡을 수 있을지는 아직 미지수입니다. 하지만 확실한 건, TSMC는 이미 게임의 룰을 바꾸었고, 이제는 그 룰을 따라야 하는 시대가 열렸다는 것입니다.
