구글, 인텔 EMIB-T로 TPU 패키징 전환…CoWoS 공급난이 바꾼 AI 칩 시장 지형

CoWoS 대비 EMIB-T의 기술적 장점

기본 EMIB는 인텔의 FPGA와 Sapphire Rapids 제온에 수년간 사용됐지만, 고전력 AI 가속기에 필요한 전력 공급과 레티클 스케일링이 부족했다. EMIB-T는 임베디드 브리지에 직접 TSV(Through-Silicon Via)를 추가하여 수직 전력 공급과 HBM4급 지원을 가능하게 함으로써 이 문제를 해결한다 . 주요 아키텍처 장점은 다음과 같다.

• 대형 실리콘 인터포저 불필요 – EMIB는 다이가 연결되는 곳에만 작은 브리지를 삽입하여 재료비를 줄이고 구조를 단순화한다 .
• 열팽창 계수 정합 우수 – 패키지 전체를 가로지르는 대형 인터포저가 없어 열팽창 계수 불일치가 줄어든다 .
• 더 큰 레티클 스케일링 – EMIB-T는 CoWoS-S의 약 3.3배 레티클 한계를 넘어 확장할 수 있다. 번스타인 애널리스트는 EMIB-T가 현재 CoWoS 제품군보다 더 큰 패키지 크기를 지원한다고 분석한다 . 인텔은 2024년에 6배, 2026년 8배, 2028년에는 12배 레티클 크기를 목표로 하고 있다 .
• 인터포저당 이론적 수율 향상 – 브리지가 작고 국소적이어서 한 브리지의 결함이 전체 인터포저를 폐기처분하지 않는다. CoWoS의 대형 모놀리식 인터포저에서는 이런 일이 발생할 수 있다 .
• 가용 용량 – 인텔의 EMIB 생산 라인은 아직 완전히 활용되지 않은 반면, 모든 주요 CoWoS 슬롯은 2027년까지 선판매됐다 .

단점으로는 CoWoS가 가장 공격적인 AI 설계에 필요한 최대 대역폭 밀도와 HBM 근접성에서 여전히 앞선다는 점이다 . EMIB-T는 격차를 좁히고 있지만 아직 최고 수준에서 CoWoS를 능가하지는 못했다.

규모, 수율, 그리고 8%포인트의 격차

The Information이 보도하고 모건스탠리가 뒷받침한 이 거래에는 구글이 2028년 생산을 위해 300만 TPU 장치 이상을 예약한 내용이 포함된다 . 이것이 바로 인텔의 도전 과제다. 인텔은 외부 고객을 위해 이 규모로 배치된 적이 없는 기술을 납품해야 한다.

수율이 핵심 긴장 요소다. 밍치궈 애널리스트는 인텔의 EMIB-T 패키징이 Humufish TPU에 대한 기술 검증에서 약 90%의 수율을 달성했다고 처음 지적했다 . 그러나 양산 기준은 약 98%로, 8%포인트의 중요한 격차가 남아 있다 . 참고로 TSMC의 5.5배 레티클 CoWoS에 대한 2026년 수율 목표는 98%부터 시작한다 . 90% 수율은 조립된 모듈 10개 중 1개가 불량이라는 뜻이고, 98%는 50개 중 1개로 줄어든다 .

기타 과제는 다음과 같다.

• 실행 리스크: 인텔의 부사장 존 피처는 2025년 패키징 램프에 대한 초기 기대치가 "너무 낙관적이었다"고 인정했다 . 인텔은 또한 일부 EMIB 생산을 한국 아무코(Amkor) 공장에 아웃소싱하고 있다 .
• 일정: Humufish TPU의 테이프아웃은 약 2026년 말, 2027년 하반기에 생산 샘플이 예정되어 있다 .
• 물량 확대: 인텔의 18A 노드 생산능력은 2028년까지 두 배로, 아일랜드의 Intel 3 팹 생산능력은 같은 기간 80% 증가할 것으로 예상된다 .

아이러니한 모순: 다이아몬드 래피즈

이 이야기에서 가장 눈에 띄는 점은 인텔이 외부 고객(구글)에게 EMIB를 판매하면서 정작 자사의 주력 Xeon 플랫폼은 EMIB에서 멀어지고 있다는 사실이다. 인텔의 차세대 서버 CPU인 다이아몬드 래피즈(192코어, 2026~2027년 출시 예정)는 EMIB 대신 표준 유기 기판 위에서 UCIe 다이-투-다이 인터커넥트를 사용할 것으로 보인다 . ISSCC에서 인텔은 표준 유기 기판 위에서 UCIe-S 링크가 높은 데이터 전송 속도를 달성했음을 시연했으며, 비교 가능한 3nm 설계보다 3배 높은 데이터 속도와 2.8배 높은 대역폭 밀도를 보였다 .

이는 다음을 의미한다.

• Sapphire Rapids(2023)와 Granite Rapids는 EMIB를 사용해 컴퓨트 다이를 연결했다.
• 다이아몬드 래피즈는 더 간단하고 저렴한 UCIe-기판 방식을 사용할 것으로 예상되어 EMIB의 복잡성과 비용을 피할 것이다 .
• 그런데도 인텔은 바로 그 EMIB 기술을 구글에게 프리미엄 CoWoS 대안으로 판매하고 있는 것이다.

이러한 모순은 EMIB의 가치 제안이 사용 사례에 따라 크게 달라짐을 보여준다. 구글의 대형 AI 가속기에게는 공급 부족을 해결하고 비용 효율적인 확장을 제공하지만, 인텔 자체의 Xeon에게는 UCIe를 통한 유기 기판 신호 전송 기술의 발전으로 임베디드 브리지 접근 방식이 불필요해지고 고가가 되어 버린 것이다 .