TSMC, 유휴 AOI 디스플레이 공장들을 AI 칩 패키징 시설로 전환하며 패키징 병목 해소에 속도

TSMC는 회사 측의 공식 확인을 받지 않았지만, 업계 관계자에 따르면 TSMC 직원들이 이미 현장 실사를 마친 상태이며 협상이 진행 중이라고 밝혔다. 이번 인수는 TSMC가 AI 반도체 공급망에서 가장 큰 걸림돌로 꼽히는 ‘고급 패키징(HPC·AI 칩 패키징) 병목 현상’을 해결하기 위해 속도를 내고 있음을 보여주는 가장 확실한 신호다.

대상 공장 및 적용 기술

• 대상 시설: AUO의 L7(7.5세대 LCD 공장) 및 L5C(5세대 LCD 공장). 대만 중부과학공원(Central Taiwan Science Park) 내에 위치하며, TSMC의 기존 Fab 15 단지와 바로 인접해 있다.
• 주요 적용 패키징 기술: 전환된 공장에서는 TSMC의 차세대 2.5D 패키징 기술인 FOPLP(Fan-Out Panel Level Packaging) 및 CoPoS(Chip on Panel on Substrate) 가 주로 사용될 예정이다. 이 기술들은 대형 AI 가속기 칩의 제조에 최적화되어 있다.
• 패널 레벨 패키징의 중요성: 기존 300mm 원형 웨이퍼 대신 310mm×310mm 크기의 사각형 패널을 사용함으로써, 침 면적 손실을 줄이고 비용을 낮추며, 대형 AI 칩의 휨(warpage) 문제를 완화할 수 있다. TSMC는 지난 7월 자이 과학공원의 첫 번째 CoPoS 시험 라인(AP7)을 이미 완공하고 운영에 들어갔다.

AI 수요로 인한 시급성

TSMC의 고급 패키징 용량, 특히 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate) 는 지난 2년 이상 AI 공급망의 가장 큰 병목 현상이었다. 엔비디아(NVIDIA), AMD 등 주요 AI 가속기 칩은 모두 TSMC의 CoWoS 패키징 기술에 의존하고 있으며, 수요는 공급을 훨씬 웃돌고 있다.

• TSMC는 2026년 말까지 CoWoS 생산 능력을 약 월 13만 장으로 4배 확대할 계획이다.
• CoWoS 용량은 2022년부터 2027년까지 연평균 80% 성장률(CAGR)을 보이고 있으며, 3D 칩렛 적층 기술인 SoIC는 같은 기간 90% 의 CAGR로 성장 중이다.
• TSMC는 2026년 설비투자(capex)를 640억 달러 이상으로 상향 조정하고, 미국 애리조나에 추가로 1,000억 달러를 투자한다고 발표했다. 이는 모두 급증하는 AI 수요 때문이다.
• TSMC는 자사의 AI 사업 전반에 걸쳐 수요가 **“강력하고, 수년간 지속될 것”**이라고 설명했다.

AUO 공장 인수는 속도전의 성격이 강하다. 기존에 클린룸이 갖춰진 패널 공장을 재활용하는 것은 처음부터 새로 짓는 것보다 훨씬 빠르며, 예상 건설 기간을 12~24개월 단축할 수 있다.

이노룩스 공장 인수(2024년)와의 비교

이번 AUO 거래는 TSMC가 2024년 8월 이노룩스(Innolux)의 유휴 5.5세대 공장을 **약 5억 3,100만 달러(NT$171.4억)**에 인수했던 전략과 동일한 패턴을 따른다.

이노룩스 공장(AP8) 은 2025년 4월 장비 반입을 시작해 연말 완공을 목표로 했으며, TSMC의 최대 CoWoS 허브가 되었다. AUO 거래는 비용과 규모(2곳 대 1곳) 면에서 더 크며, 기존 CoWoS보다 한 단계 더 나아간 차세대 패널 레벨 패키징 기술에 초점을 맞추고 있다.

더 넓은 맥락: 롱탄, 자이, 애리조나

AUO 공장 인수는 TSMC의 글로벌 패키징 확장 계획의 일부에 불과하다.

• 롱탄 과학공원 (타오위안): 3단계 확장에 반대하던 지역 주민들이 입장을 바꾼 후, TSMC는 이 부지에 2~3개의 1.4nm 파운드리 공장과 2개의 고급 패키징 시설을 동시에 건설하는 방안을 추진 중이다. 롱탄 3단계는 최첨단 로직 생산과 패키징을 모두 아우르는 이중 목적의 허브가 될 전망이다.
• 자이 과학공원 (AP7): TSMC는 자이 AP7 공장에서 첫 번째 CoPoS 시험 라인을 이미 완료하고 운영에 들어갔다. 310mm×310mm 패널을 사용하며, 기술 성숙도까지 약 1년이 소요될 것으로 예상된다. 2026년 7월에는 자이 2단계에 추가로 패키징 공장 2곳을 건설한다고 발표했다.
• 애리조나 (미국): TSMC는 미국 내 총 투자액을 2,650억 달러로 늘리고, 12개의 시설을 건설할 계획이다. 이 중 4개의 공장은 AI 패키징 병목 현상을 해결하는 데 특화될 예정이다.

전략적 중요성

• 생산 능력 확보 속도: 기존 패널 공장을 전환하는 것은 신규 부지에 건설하는 것보다 12~24개월을 단축할 수 있다. TSMC는 이미 구축된 클린룸, 유틸리티 인프라, 물류 시스템을 그대로 활용할 수 있어, 분기마다 지연되는 AI 수익 손실을 막을 수 있다.
• 패널 레벨의 미래: CoPoS는 CoWoS 이후 TSMC의 차세대 2.5D 주력 기술로 자리 잡고 있으며, 점점 더 커지는 AI 칩렛의 원형 웨이퍼 근본적인 한계를 해결할 것으로 기대된다.
• 지리적 클러스터링: AUO 공장은 TSMC의 Fab 15와 인접해 있어, 로직 생산과 패키징이 밀집된 생태계를 조성한다.

결론: 이번에 보도된 AUO 공장 인수는 TSMC가 기존 이노룩스 전략을 더 빠르고 대규모로 확장한 버전이다. 유휴 디스플레이 공장을 인수해 AI 패키징 시설로 신속하게 전환하는 전략으로, 특히 현재의 CoWoS가 아닌 FOPLP 및 CoPoS(차세대 패널 레벨 패키징)를 겨냥하며 차세대 AI 칩 수요에 대비하고 있음을 나타낸다. 부활한 롱탄 프로젝트, 자이 확장, 2,650억 달러 규모의 미국 건설 계획과 함께 TSMC는 패키징 병목 현상을 해결하기 위해 전방위적인 전쟁을 벌이고 있는 셈이다.