[비즈니스포스트] TSMC가 인공지능(AI) 반도체에 주로 쓰이는 첨단 반도체 패키징 설비를 단기간에 증설하기 위해 투자 계획을 대폭 바꿔내고 있다.

엔비디아와 구글, 메타 등 대형 고객사의 수요에 대응하는 한편 강력한 라이벌로 떠오르고 있는 인텔에 수주 물량을 빼앗기지 않겠다는 의지가 반영됐다.

대만 디지타임스는 29일 공급망에서 입수한 정보를 인용해 “TSMC가 최근 설비 투자 로드맵을 대대적으로 변경하고 있다”며 “생산 차질 해소가 목적”이라고 보도했다.

TSMC는 엔비디아의 고성능 인공지능(AI) 반도체 위탁생산을 독점한 데 이어 빅테크 기업들이 자체 설계하는 맞춤형 반도체 파운드리 수주 실적도 쌓고 있다.

이는 단기간에 급증한 수요를 TSMC의 공급 능력이 따라가기 어려운 상황으로 이어졌는데 특히 첨단 반도체 패키징 물량 부족이 심각한 수준에 이르고 있다.

반도체 패키징은 여러 종류의 반도체를 하나로 조립해 성능 및 전력 효율성을 높이는 기술이다. 최근 인공지능 반도체 분야에서 중요성이 더욱 커지고 있다.

디지타임스는 “생성형 AI와 고성능 컴퓨팅(HPC) 수요의 폭발적 증가에 따라 첨단 반도체 패키징은 글로벌 공급망에서 가장 치명적 약점으로 남게 됐다”고 진단했다.

TSMC는 결국 현재 건설하고 있는 패키징 공장을 대부분 칩온웨이퍼온 서브스트레이트(CoWoS) 설비로 전환하고 있는 것으로 전해졌다.

차세대 패키징 기술 도입을 미루고 인공지능 반도체 고객사들의 수요가 쏠리고 있는 CoWoS 패키징에 투자 여력을 집중하는 방향이다.

디지타임스는 TSMC가 대만 내 여러 부지에 추가 패키징 공장을 신설하는 것은 물론 이미 투자가 예정된 신기술 도입을 미루고 CoWoS 설비를 들이기로 결정하는 사례가 늘었다고 보도했다.

미국 애리조나 공장에도 최근 패키징 공장 2곳을 신설하는 계획이 추가된 것으로 알려졌다.

TSMC의 연간 CoWoS 공급 능력에서 절반 가량은 엔비디아가 독점하고 있는 것으로 추정된다. 그러나 맞춤형 반도체 설계 업체들의 주문이 최근 가파르게 늘고 있다.
  디지타임스는 “TSMC는 결국 반도체 패키징 신기술 도입을 미루고 CoWoS 패키징의 수급 불균형 해소를 최우선 과제로 삼고 있다”고 보도했다.

업계 관계자는 TSMC가 인공지능 반도체 시장 성장세를 저평가해 투자에 소극적으로 나서면서 지금과 같은 패키징 공급 부족 사태를 이끌었다고 디지타임스에 전했다.

반도체 파운드리 및 패키징 경쟁사인 인텔이 TSMC의 공급 차질을 성장 기회로 삼고 있다는 점도 TSMC가 설비 투자에 더 속도를 내는 배경으로 꼽혔다.

엔비디아를 비롯한 주요 고객사들이 차기 인공지능 반도체에 인텔의 패키징 기술을 활용하는 방안을 검토중인 것으로 파악되기 때문이다.

디지타임스는 엔비디아 차기 ‘파인만’ 시리즈 인공지능 반도체에 쓰이는 반도체 패키징 물량에서 TSMC가 약 75%, 인텔이 25%가량을 각각 책임질 수 있다고 예측했다.

이외 다른 고객사들도 인텔의 반도체 패키징 기술을 우선적으로 도입해본 뒤 미세공정 파운드리 활용을 검토할 것이라는 전망이 이어졌다.

인텔이 TSMC의 반도체 패키징 공급 차질 문제를 해결해줄 수 있는 대안으로 고객사들에 주목받으며 결과적으로 파운드리 수주 물량도 빼앗아올 가능성이 충분한 셈이다.

엔비디아를 포함한 대다수의 반도체 개발사는 파운드리 공급망 다변화를 추진하고 있다. TSMC에 반도체 생산을 전적으로 의존하면 공급 차질이나 가격 상승에 더 취약해지기 때문이다.

결국 TSMC가 기존의 투자 계획을 뒤엎으며 첨단 패키징 설비 증설을 서두르는 것은 인텔의 시장 진입을 견제하겠다는 분명한 의도를 두고 있다는 해석도 나온다.

디지타임스는 “구글과 메타, 아마존과 xAI, 브로드컴, 미디어텍 등 주요 기업들이 패키징 물량 확보를 위해 경쟁을 벌이고 있다”며 “첨단 반도체 패키징 공급 부족은 앞으로 3년 더 이어질 수 있다”고 내다봤다. 김용원 기자