TSMC가 차세대 CoWoS 패키징 기술에 유리 기판 적용을 검토하고 있는 것으로 알려졌다. 유리 기판은 기존 유기 기판 대비 열 특성과 휨 현상에서 우수한 특성을 보이며, 향후 대형 AI GPU 패키징 기술의 핵심 요소로 주목받고 있다.
TSMC is reportedly evaluating glass substrates for future CoWoS packaging technologies. The material offers improved thermal behavior and reduced warpage, making it a potential candidate for next-generation AI accelerators and high-performance computing chips.
TSMC가 차세대 첨단 패키징 기술에 유리 기판 도입을 검토하고 있다. 업계에 따르면 TSMC는 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate) 후속 기술 개발 과정에서 유리 기판 공급망 구축을 추진하고 있다. 관련 작업에는 패널 제조업체 이노룩스(Innolux)와 ABF 기판 공급업체 이비덴(Ibiden)이 참여한다.
유리 기판 도입 배경에는 고성능 AI 칩 패키징 과정에서 발생하는 발열과 신호 무결성, 휨(Warpage) 문제 개선이 자리한다.
특히 패키지 휨 현상은 대형 AI GPU와 고성능 컴퓨팅(HPC) 칩에서 중요한 요소다. 유리 코어 기판이 적용될 경우 기존 유기 기판 대비 휨 지표는 약 16% 줄어들며, 열팽창과 저항, 인덕턴스 수치도 각각 19%, 27%, 42% 개선된다.
유리 기판은 실리콘과 유사한 열 특성을 갖고 있다는 점도 장점으로 꼽힌다. AI GPU와 같은 대형 칩 패키지에서는 발열 제어가 중요한 만큼, 실리콘과 열 특성이 가까운 소재가 유리할 수 있다는 분석이다.
관련업계는 엔비디아 블랙웰과 차세대 루빈 GPU 같은 초대형 AI 가속기에 유리 기판이 활용될 가능성이 있다고 내다봤다.
다만 상용화까지는 시간이 더 필요하다. 유리는 전기가 통하지 않는 절연체이기 때문에 전류 전달을 위해 비아(Via) 구조를 별도로 형성해야 한다. 제조 공정 복잡도와 비용 문제도 해결해야 할 과제로 남아 있다.
참고로 TSMC가 시험 제작한 유리 코어 기판은 수율에 영향을 줄 수 있는 박리 현상이나 심각한 휨 문제에서 자유롭다. 하지만 당분간 CoWoS를 대체할 계획은 없다.
최근 유럽 기술 심포지엄에서 TSMC의 케빈 장 부사장은 AI 반도체 패키징 분야에서 CoWoS가 계속 핵심 기술로 활용될 것이라고 밝혔다. 패널 기반 패키징 기술도 연구되고 있지만 구조적 복잡성과 생산성 문제로 인해 당분간은 CoWoS가 주력 위치를 유지할 것이라는 설명이다.
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