어드밴스드 패키징이 뜨는 이유 — CoWoS·2.5D·3D 쉽게

오랫동안 반도체의 발전은 곧 '트랜지스터를 더 작게'였다. 하지만 미세화가 물리적 한계에 다가서면서, 새로운 돌파구가 떠올랐다. 칩을 어떻게 붙이고 쌓느냐, 즉 패키징이다. 후공정으로 여겨지던 패키징이 이제는 성능을 좌우하는 핵심 무대가 됐다.

패키징이란 원래 무엇이었나

전통적으로 패키징은 완성된 칩을 외부와 연결하고 보호하기 위해 포장하는 마무리 단계였다. 칩을 기판에 올리고 전선으로 잇고 감싸는 정도였다. 그런데 '어드밴스드 패키징'은 차원이 다르다. 여러 칩을 한 묶음으로 정밀하게 통합해 마치 하나의 거대 칩처럼 동작하게 만든다.

왜 갑자기 중요해졌나

두 가지 흐름 때문이다.

1) 미세화의 한계와 비용 트랜지스터를 더 줄이기가 점점 어렵고 비싸졌다. 거대한 단일 칩은 수율도 낮다. 그래서 큰 칩을 작은 조각(칩렛)으로 나눠 만든 뒤 패키징으로 다시 잇는 방식이 떠올랐다.

2) AI와 메모리 대역폭 AI 가속기는 GPU와 HBM 메모리 사이에 어마어마한 데이터가 오가야 한다. 둘을 멀리 떼어 놓으면 그 길이 병목이 된다. 그래서 GPU와 HBM을 아주 가까이 정밀하게 붙이는 패키징이 필수가 됐다.

2.5D와 3D, 무엇이 다른가

• 2.5D 패키징: 여러 칩(예: GPU + HBM)을 인터포저라는 미세 배선 받침판 위에 나란히 올려 짧고 촘촘한 길로 연결한다. 옆으로 가깝게 붙이는 방식이다. TSMC의 **CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)**가 대표 기술로, AI 가속기 대량 생산의 핵심이다.
• 3D 패키징: 칩을 수직으로 쌓고 TSV(칩 관통 배선)로 위아래를 직접 잇는다. HBM이 D램을 쌓는 방식이 여기 해당한다. 면적을 아끼고 거리를 더 줄일 수 있다.

새로운 경쟁의 무대

어드밴스드 패키징은 이제 파운드리 경쟁의 핵심 축이다. AI 가속기 공급량이 GPU 칩 자체보다 **패키징 생산능력(CoWoS 캐파)**에 막히는 일이 벌어질 정도다. TSMC·삼성·인텔은 물론 OSAT 업체들도 이 분야에 막대한 투자를 한다. '트랜지스터를 줄이는 경쟁'에서 '칩을 잘 붙이는 경쟁'으로 무게중심이 옮겨가는 중이다.

한 줄 정리

어드밴스드 패키징은 여러 칩을 정밀하게 붙여 하나처럼 동작하게 하는 기술로, 미세화 한계와 AI 대역폭 수요 때문에 2.5D(CoWoS)·3D 적층이 새로운 경쟁의 무대가 됐다.