Nvidia발 AI 열풍 속에서 FC-BGA 기판의 수혜를 주목해야 한다. Nvidia의 AI GPU는 TSMC의 CoWoS 기술에 의존하고 있다. 로직반도체와 메모리를 인터포저에 함께 실장하면 성능, 원가, 전력 소모 등에서 장점이 크다. CoWoS의 핵심인 인터포저는 TSMC의 몫이지만, 인터포저에 부착되는 FC-BGA의 고성장세가 예상된다. 현재 Ibiden이 공급을 주도하고 있는데, 삼성전기에게도 기회가 찾아올 것이다.

---------------------------------

Nvidia AI GPU는 TSMC CoWoS 기술에 의존 중

Nvidia발 AI 붐과 함께 첨단 패키지 기술과 FC-BGA에 대한 관심이 커졌다. Nvidia의 AI GPU는 TSMC의 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate) 패키지 기술로 제작되고 있다. A100과 H100 칩은 각각 TSMC의 7㎚, 4㎚ 공정에 의존한다.

CoWoS는 3D 반도체 적층 첨단 패키징 제품군(3D Fabric) 중 후단부 기술이며, 인터포저의 형태에 따라 실리콘 인터포저를 사용하는 CoWoS-S, 저렴한 유기 인터포저를 사용하는 CoWoS-R, 소형 LSI 칩으로 장점을 절충한 CoWoS-L로 구분한다.

인터포저는 로직반도체(GPU)와 메모리(HBM) 등 이종 반도체를 하나의 패키지에 집적하기 위해 사용하는 별도의 기판이다. 특히 실리콘 인터포저는 반도체 공정으로 제조되기 때문에 패키지기판보다 미세 회로를 구현할 수 있는 장점을 가지는 반면에, 원가가 비싸고, 대면적 제조가 어렵다.

Nvidia의 AI GPU처럼 로직반도체와 메모리를 인터포저에 함께 실장하면, 칩간 거리가 가까워지고, 많은 양의 배선이 가능하며, 실장 면적이 축소된다. 칩간 연결 속도가 빨라져 데이터 처리 속도가 향상되고, 전력 소모를 줄일 수 있다.

TSMC의 CoWoS-L과 경쟁하는 브리지 칩 솔루션으로 Intel의 EMIB, 삼성전자의 I-Cube, SPIL의 FO-EB, Amkor의 SWIFT 등이 있다.

AI GPU용 FC-BGA 수요 고성장, 경쟁 구도 재편 기대

CoWoS 솔루션에서 패키지기판 업체들은 인터포저를 부착할 FC-BGA를 제작한다. 현재 Nvidia AI GPU용 FC-BGA는 Ibiden이 주도적으로 공급하고 있다. 글로벌 CSP들이 AI 사업 확장에 속도를 내고 있고, AI GPU 수요가 늘어나는 과정에서 FC-BGA 공급 업체들도 늘어날 것이다. 업계 기술력 순위를 감안하면 Unimicron과 삼성전기 등이 Ibiden의 뒤를 이을 가능성이 높다.

삼성전기를 주목해야 한다. 동사는 게임콘솔 GPU용 FC-BGA를 공급한 바 있다. 서버용 FC-BGA를 중심으로 사업 고도화가 진행되고 있고, AI GPU 시장 진출을 시도할 계획이다.

삼성전자 파운드리가 4나노 이하 공정 기술력을 바탕으로 고성능 AI 칩 수주를 확대한다면, 동사의 수혜를 기대할 수 있을 것이다.