AI 반도체 중요성 커진 '패키징' 실력… 삼성·SK하닉, 차세대 경쟁 본격화

패키징 따라 AI칩 전력 효율 30% 차이… 속도·효율·안정성 좌우
삼성, 자체 패키징 '원스톱 제조'… SKH, TSMC에 맡기고 메모리 공정 집중

삼성전자 반도체 클린룸 모습 [사진=삼성전자]

인공지능(AI) 반도체 경쟁의 핵심 축이 칩 성능에서 패키징 역량으로 옮겨가면서 삼성전자와 SK하이닉스의 서로 다른 전략이 어떠한 결과를 낼지 관심이 집중되고 있다.

21일 반도체 업계에 따르면 고대역폭메모리(HBM) 시대로 접어들면서 여러 반도체를 얼마나 효율적으로 통합·연결하느냐가 성능과 직결되고 있다.

패키징이란 전공정을 거친 미세 반도체 칩의 전기적 신호나 전력을 외부 기기와 주고받을 수 있도록 연결하며, 열을 방출하도록 포장하는 핵심 공정이다. AI 반도체는 GPU, HBM 메모리, 연산 칩, 입출력 칩 등이 함께 작동해야 하는데, 이들을 하나의 패키지 안에 어떻게 배치·연결하느냐에 따라 데이터 전송 속도, 전력 효율, 발열 관리, 전체 시스템 안정성이 크게 달라진다. 전문가들은 패키징 구조에 따라 AI 칩 전체 전력 효율이 20~30% 이상 차이 날 수 있다고 분석한다.

삼성전자와 SK하이닉스는 AI 반도체 핵심 경쟁력으로 부상한 첨단 패키징 분야에서 각기 다른 접근법으로 차세대 시장을 공략하고 있다.

종합반도체기업(IDM)인 삼성전자는 패키징을 파운드리·메모리와 함께 핵심 경쟁 축으로 삼고, 설계-제조-패키징 전 과정을 자사 기술로 통합하는 '원스톱 제조' 체계를 구축 중이다. 삼성은 이를 위해 2.5D 패키징 플랫폼 'I-Cube', 로직 다이 3D 적층 기술 'X-Cube', 고집적 AI·HPC용 솔루션 'H-Cube' 등 자체 패키징 플랫폼을 자체 운영 중이다.

반면 SK하이닉스는 패키징을 TSMC의 'CoWoS' 플랫폼에 맡기되 자체 역량을 확대하는 양면 전략을 취하고 있다. 최근 충북청주에 차세대 패키징 팹 'P&T7'을 짓기로 결정한 것도 이 때문으로, 일종의 구조 전환에 나섰다.

전문가들은 HBM4 이후에는 로직 다이와 메모리 다이를 수직으로 적층하는 본격적인 3D 패키징 경쟁이 전개될 가능성이 높다고 전망한다. 이는 단순한 후공정을 넘어, 시스템 반도체 성능과 신뢰성, 전력 효율을 동시에 좌우하는 핵심 기술 영역으로 패키징이 격상됐음을 의미한다.

업계 관계자는 "AI 반도체 시대에는 더 이상 '좋은 칩 하나'만으로 경쟁력이 확보되지 않는다"며 "삼성전자처럼 패키징까지 내재화해 통합 솔루션을 제공할지, SK하이닉스처럼 메모리 초격차를 바탕으로 글로벌 파운드리·패키징 생태계와 결합할지가 향후 시장 판도를 좌우할 것"이라고 말했다.
아주경제=조성준 기자 critic@ajunews.com

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