개요
CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate)는 TSMC가 개발한 2.5D/3D 이종 집적 패키징 기술입니다. 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 인공지능(AI) 분야에서 프로세서와 고대역폭 메모리(HBM) 간의 초고속, 저전력 통신을 가능하게 하여 시스템 성능 한계를 극복하는 데 필수적입니다.
핵심 특성
- 실리콘 인터포저 활용: 로직 칩(CPU/GPU)과 HBM을 수평으로 배치하고, 미세한 배선이 집적된 실리콘 인터포저를 통해 초고밀도 상호 연결을 구현합니다.
- 고대역폭 및 저지연: 인터포저를 통한 짧은 신호 경로로 인해 기존 PCB 기반 패키징 대비 월등히 높은 데이터 전송 대역폭과 낮은 지연 시간을 제공합니다.
- 이종 칩 집적: 서로 다른 기능을 하는 칩(예: 로직 칩과 메모리 칩)을 단일 패키지 내에 효율적으로 통합하여 시스템 레벨의 성능 향상을 이끌어냅니다.
- 다양한 CoWoS 플랫폼: 실리콘 인터포저 기반의 CoWoS-S 외에도, RDL(Redistribution Layer) 인터포저를 사용하는 CoWoS-R, 로컬 실리콘 인터포저를 활용하는 CoWoS-L 등 다양한 요구사항에 맞춰 진화하고 있습니다.
관련 기업 및 동향
CoWoS 기술의 선두 주자이자 주요 공급사는 TSMC이며, NVIDIA와 AMD가 자사의 고성능 GPU 및 가속기 제품에 CoWoS 패키징을 적극적으로 활용하고 있습니다. 고대역폭 메모리(HBM) 공급사로는 SK하이닉스와 삼성전자가 핵심적인 역할을 합니다.
인공지능(AI) 시장의 폭발적인 성장으로 CoWoS 패키징 수요가 급증하고 있으며, 이에 따라 TSMC는 생산 능력 확장에 대규모 투자를 진행하고 있습니다. HBM 스택 수 증가(예: HBM3E, HBM4) 및 더 큰 인터포저 사용으로 패키징 난이도와 비용이 상승하는 추세이며, 효율적인 열 관리 기술 개발이 중요한 과제로 부상하고 있습니다.