AI 칩 공급망의 진짜 병목, '고급 패키징'이 되다

AI 칩 공급망에서 가장 큰 제약은 더 이상 웨이퍼 생산 공정이 아닙니다. 바로 '고급 패키징' 라인입니다. TSMC의 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)는 2025년과 2026년 물량이 이미 완전히 매진되었고, CEO C.C. 웨이는 기업 설명회에서 이 사실을 단호히 확인했습니다. 이로 인해 연쇄 반응이 일어났습니다. TSMC는 패키징 일부 공정을 외부 OSAT(반도체 조립·테스트 전문 업체)에 아웃소싱하고, 엔비디아는 전 세계 CoWoS 용량의 약 60%를 선점했으며, 미디어텍은 메인 고객사로는 처음으로 TSMC와 인텔에 고급 패키징 주문을 분산하기로 결정했습니다. 미디어텍은 자체 데이터센터 AI ASIC의 첫 제품에 인텔의 EMIB-T 기술을 적용할 예정입니다. 지금 업계에서 실제로 무슨 일이 벌어지고 있는지, 그리고 이것이 왜 중요한지 살펴보겠습니다.

TSMC CoWoS: 끝나지 않은 병목 현상

TSMC의 CoWoS 월간 생산 능력은 2024년 말 약 35,000장에서 2026년 말 120,000~140,000장으로 약 4배 확대될 전망입니다. 이처럼 복잡한 공정에서 24개월 만에 생산 능력을 4배로 늘리는 것은 업계 전례가 없는 일입니다. 하지만 수요는 여전히 공급을 따라잡지 못하고 있습니다. 글로벌 CoWoS 수요는 2024년 37만 장, 2025년 67만 장에서 2026년에는 100만 장에 달할 것으로 예상됩니다.

누가 용량을 독점하고 있나?

전체 CoWoS 생산 능력의 85% 이상이 이미 단 네 개 그룹에 선할당되었습니다: 엔비디아, 브로드컴, AMD, 그리고 AWS, 구글, 메타 같은 하이퍼스케일러 업체들입니다.

• 엔비디아는 2026년에만 약 595,000장의 CoWoS 웨이퍼를 확보할 것으로 예상되며, 이는 전 세계 총수요의 약 60%에 해당합니다. 이 중 510,000장은 차세대 Rubin AI 칩과 Vera CPU에 사용될 CoWoS-L 기술에 할당되었습니다.
• 브로드컴 — 고객사로 구글 TPU, 메타, 오픈AI를 보유 — 은 2026년 할당량의 약 15%를 차지합니다.
• TSMC의 자체 성장률은 2026년에는 전년 대비 26%로 둔화되는 반면, 글로벌 CoWoS 유사 패키징 용량은 48% 증가하여 연간 131만 3천 장에 달할 전망입니다.

OSAT 파트너: ASE와 Amkor가 넘친 물량 처리

TSMC는 자체 CoWoS 라인을 충분히 빠르게 증설할 수 없습니다. 이에 대한 해결책으로 CoWoS의 후반부 공정인 WoS(Wafer-on-Substrate) 를 OSAT(반도체 조립·테스트 전문 업체)에 아웃소싱하기로 했습니다. 중요한 점은 OSAT 업체들은 상대적으로 덜 복잡한 기판 조립 및 최종 테스트 단계만 담당하며, 전반부의 칩-온-웨이퍼(CoW) 공정은 여전히 TSMC가 직접 수행한다는 것입니다.

• ASE 그룹과 SPIL은 이미 TSMC와 CoWoS-S oS 공정을 협력하고 있습니다. 2025년까지 ASE는 TSMC가 아웃소싱한 CoWoS-S oS 패키징 물량의 40~50%를 처리할 것으로 예상되며, 2026년 완공 예정인 ASE의 신규 가오슝 K28 공장은 추가 용량을 제공할 것입니다.
• 암코 테크놀로지(Amkor) 도 아웃소싱된 CoWoS 작업을 수주하고 있습니다. OSAT(ASE, Amkor, SPIL)의 월간 결합 용량은 2025년 말까지 40,000장을 초과할 것으로 예상됩니다.
• TrendForce는 2026년 말까지 업계 전체 CoWoS 용량이 약 200k wpm(월간 웨이퍼 수)에 달하고, TSMC가 자체적으로 약 120k wpm을 운영하며 ASE/Amkor가 넘친 물량으로 약 80k wpm을 흡수할 것으로 추정합니다.
• 아웃소싱된 CoW 공정의 대규모 확장은 2026년 하반기부터 시작될 예정입니다.
• Mizuho는 최근 서버 CPU에 대한 AI 수요 급증을 이유로 TSMC의 월간 CoWoS 용량 전망치를 2026년 140,000장, 2027년 190,000~200,000장으로 상향 조정했습니다.

OSAT의 역할은 후방의 부수적 공정에서 파운드리 가치 사슬의 핵심적인 확장 부분으로 재정의되고 있지만, 이는 부분적인 해결책에 불과합니다. 가장 복잡한 패키징 단계는 여전히 TSMC만이 수행합니다.

미디어텍의 역사적 전환: 인텔 EMIB-T와의 이중 소싱

CoWoS 부족 현상에 대한 가장 전략적인 대응은 미디어텍에서 나왔습니다. 미디어텍은 자사 AI ASIC 설계에 TSMC의 CoWoS와 인텔의 EMIB 두 가지 고급 패키징 기술을 모두 지원하며, 고객이 선택할 수 있도록 하겠다고 공식 확인했습니다. 메인 고객사가 단일 제품군에 대해 두 파운드리 간에 고급 패키징 주문을 공개적으로 분할한 것은 이번이 처음이며, 이는 기술 평가가 아닌 물량 조달 결정입니다.

1세대 ASIC: 인텔 EMIB-T, 2026년 4분기 양산 돌입

미디어텍의 첫 맞춤형 데이터센터 AI ASIC은 2026년 4분기에 양산에 돌입하며, 인텔의 EMIB-T 고급 패키징을 채택합니다. 이 칩은 이름이 공개되지 않은 미국 클라우드 서비스 제공업체를 위해 설계되었으며, 업계 분석가들은 이 고객이 텐서 처리 장치(TPU)를 설계 중인 구글일 것이라고 추정합니다.

• 2026년 5월 기자 간담회에서 미디어텍 수석 부사장 빈센트 후는 "당사는 TSMC의 CoWoS와 인텔의 EMIB를 모두 수용하는 몇 안 되는 커스텀 실리콘 제조사 중 하나입니다. 고객은 선택의 유연성을 갖습니다"라고 말했습니다.
• 이 전략의 동기는 실용적입니다. 한 고객이 비용과 용량 가용성 측면에서 유리한 인텔의 EMIB를 선택한 것으로 알려졌으며, 이 두 가지 모두 TSMC에서는 점점 더 확보하기 어려워지고 있습니다.

50억 달러 규모의 전쟁 자금과 26% 시장 점유율 목표

미디어텍은 과감히 투자하고 있습니다. 이사회는 50억 달러 규모의 자금 조달을 승인하여 공급망 용량을 확보하고 AI ASIC 칩에서 완전한 시스템 및 플랫폼으로의 사업 확장을 추진하고 있습니다. 회사는 2026년 데이터센터 AI 칩 사업에서 20억 달러 이상의 매출을 올리고 2028년까지 AI ASIC 시장의 26% 점유율을 목표로 하고 있습니다.

중요한 차이점: 대체가 아닌 다각화

미디어텍의 1세대 ASIC은 특별히 인텔 EMIB-T를 사용합니다. 그러나 회사는 동시에 TSMC CoWoS와 인텔 EMIB 모두에 맞춘 설계를 개발하고 있습니다. 하나를 다른 것으로 대체하는 것이 아니라, 공급이 제약된 환경에서 고객에게 선택권을 주는 것입니다. 인텔의 EMIB는 더 큰 패키지 확장성(20262027년까지 레티클 크기 812배, CoWoS-S의 약 3.3배와 비교)을 가능하게 할 것으로 예상되지만, TrendForce는 EMIB의 제한된 브리지 면적과 라우팅 밀도가 CoWoS 대비 대역폭을 제한할 수 있어 GPU보다 ASIC에 더 적합하다고 지적합니다.

고급 패키징이 AI 칩의 주요 병목 현상이 된 이유

CoWoS 패키징은 최첨단 웨이퍼 생산을 제치고 AI 칩 공급의 가장 큰 걸림돌이 되었습니다. 숫자가 말해줍니다:

지표	2024년	2025년	2026년 (전망)
글로벌 CoWoS 수요 (웨이퍼)	370,000	670,000	1,000,000+
TSMC 월간 CoWoS 용량 (wpm)	~35,000	~75–80,000	120,000–140,000
엔비디아 선점 비율	~50–55%	~60%	~60%
상위 4개 고객 선할당	—	—	>85%
OSAT 결합 월간 용량	—	>40,000	~80,000
글로벌 CoWoS 유사 총 용량	—	—	연간 1,313,000장

전체 고급 패키징 용량은 2022년부터 2027년까지 약 80% 성장할 것으로 예상됩니다. 그러나 이러한 극적인 확장조차도 AI 수요를 따라잡지 못하고 있습니다. JP모건은 2026년 업계 전체 CoWoS 소비량이 115만 장, 2027년에는 155만 장에 달할 것으로 전망하며, TSMC 외 공급처(OSAT)가 폭발적으로 증가하는 물량을 흡수해야 할 것이라고 분석합니다.

인텔의 EMIB-T는 실제로 주목받고 있는 주요 CoWoS 경쟁 기술이지만, 분석가들은 최고 대역폭 GPU 애플리케이션보다는 ASIC 설계에 더 적합하다고 신중한 입장을 보입니다. 진짜 이야기는 고급 패키징 병목 현상이 일시적인 부족이 아니라 구조적인 변화이며, AI 칩 업계 전체가 처음으로 패키징 공급망을 다각화하도록 강요하는 계기가 되고 있다는 점일 것입니다.