TSMC, CoW 패키징 외주 확대에 한미반도체 등 장비업체 우선 수혜 전망

TradingKey - 아시아 태평양 시간 기준 8월 4일, 한국 전자신문 보도에 따르면 TSMC( TSM)가 AI 반도체의 가장 핵심적인 패키징 공정인 CoW(Chip on Wafer)를 ASE 등 외주 협력사들에 대규모로 개방하고 있다.

CoWoS 패키징은 오랫동안 AI 반도체 생산능력을 제한하는 핵심 병목 현상이었으며, 기술적 난이도가 가장 높은 CoW 공정은 기존에 거의 전적으로 TSMC가 처리해 왔다. 이제 TSMC가 이 공정을 외주 협력사들에 개방하기로 결정함에 따라, AI 반도체 공급 측면에서 가장 심각했던 병목 현상이 완화되기 시작할 수 있음을 시사한다.

CoWoS 패키징이란 무엇인가?

CoWoS는 TSMC의 2.5D 패키징 기술이며, 거의 모든 AI 반도체가 이 공정에 의존하고 있다. 핵심은 실리콘 인터포저를 통해 GPU 또는 AI 프로세서를 HBM 메모리와 연결하는 것이다. 전체 공정은 두 단계로 나뉜다. 첫 번째 단계인 CoW는 반도체를 인터포저에 부착하는 단계이며, 두 번째 단계인 WoS는 인터포저를 기판에 접합하는 단계다.

TSMC가 CoW 패키징 외주를 확대하는 이유

과거 TSMC의 전략은 비교적 보수적이었습니다. 기술 장벽이 낮은 WoS 공정은 오랫동안 ASE와 앰코( AMKR) 같은 패키징 및 테스트 업체에 외주를 주어 왔으나, 높은 정밀도를 요구하고 수율 제어가 매우 까다로운 CoW 공정은 주로 TSMC가 직접 감당해 왔으며 외주 비율도 극히 제한적이었습니다. 이번에 TSMC가 CoW 공정을 대규모 외주 범위에 포함시킨 것은 외부 생산능력을 활용해 자체적인 부담을 덜기 위한 조치입니다.

이러한 변화의 근본적인 원동력은 AI 반도체 수요의 지속적인 확대입니다. 엔비디아( NVDA)로 대표되는 AI 반도체 설계 기업들은 주문이 밀려들고 있는 반면, 수많은 AI 클라우드 제공업체들이 자체 맞춤형 반도체 개발에 나서면서 전체적인 수요를 끊임없이 끌어올리고 있습니다.

현재 TSMC는 전 세계 AI 반도체 제조 시장의 약 90%를 점유하고 있습니다. 최근 몇 년 동안 패키징 생산능력을 지속적으로 확대해 왔으나, CoW 공정의 확장 속도는 수요 증가세를 따라잡기 역부족이었습니다. 지난 2년 동안 AI 반도체 인도 주기는 패키징 단계의 병목 현상으로 인해 한 차례 이상 지연된 바 있습니다. 이번에 TSMC가 CoW 외주 제한을 완화하기로 결정한 것은 사실상 반도체 패키징 및 테스트 업계 전반으로 패키징 압박을 분산시키는 것입니다.

TSMC의 CoW 패키징 외주 확대에 따른 수혜 기업은 누구인가?

CoW 공정의 외주 확대는 후공정 장비 공급업체들에 가장 직접적인 수혜가 될 것이다. CoW 공정을 수행하는 외주 업체들은 생산라인을 신설하거나 기존 라인을 증설해야 하며, 이에 따라 후속적인 장비 조달이 급증할 것이다. 수요는 웨이퍼 및 인터포저 다이싱과 본딩 공정용 장비에 가장 집중될 것으로 보인다.

국내 언론 보도에 따르면, ASE와 같은 외주 업체들은 이미 한국 현지 장비 기업들과 레이저 가공 및 본딩 장비 도입을 위한 조달 협상을 진행 중이다. 이러한 장비의 단가는 통상 100만 달러를 넘어서며, 주문이 최종 확정되면 장비 제조업체들의 실적이 직접적인 수혜를 입을 것으로 보인다.

한국은 반도체 후공정 장비 분야에서 상당한 전문성을 축적해 왔으며, 특히 다이싱 및 다이 본딩 등의 단계에서 경쟁력을 유지하고 있어 이번 외주 확대의 첫 수혜자가 될 준비가 되어 있다. 예를 들어 한미반도체, 아바코, 원익과 같은 기업들이 이번 장비 조달 흐름에서 수주를 확보할 것으로 예상된다.

AI 반도체 구매자들에게 TSMC의 CoW 공정 외주화는 긍정적인 신호다. 패키징 생산 능력이 단일 업체에 의해서만 감당되던 구조에서 다수의 파트너가 분담하는 방식으로 전환되면서 전반적인 공급 탄력성이 크게 개선될 것이다. 공급 부족이 당장 해결되지는 않겠지만 공급망 압박이 완화되고 있으며, 오랜 기간 AI 반도체 인도를 지연시켰던 패키징 병목 현상도 완화될 조짐을 보이고 있다.