다양한 시장에서 첨단 포장재에 대한 수요와 생산량이 증가함에 따라 시장 규모는 2030년까지 380억 달러에서 790억 달러로 성장할 전망입니다. 이러한 성장은 다양한 수요와 과제에 의해 촉진되지만, 지속적인 상승세를 유지하고 있습니다. 이러한 다재다능함 덕분에 첨단 포장재는 지속적인 혁신과 적응을 거듭하며, 생산량, 기술적 요구사항, 평균 판매 가격 측면에서 각 시장의 특수한 요구를 충족할 수 있습니다.
하지만 이러한 유연성은 특정 시장이 침체되거나 변동성을 겪을 때 첨단 패키징 산업에 위험을 초래할 수도 있습니다. 2024년에는 데이터 센터 시장의 빠른 성장이 첨단 패키징 산업에 긍정적인 영향을 미치는 반면, 모바일과 같은 대중 시장의 회복세는 상대적으로 더딜 것으로 예상됩니다.
첨단 패키징 공급망은 글로벌 반도체 공급망 내에서 가장 역동적인 하위 분야 중 하나입니다. 이는 전통적인 OSAT(반도체 조립 및 테스트 외주)를 넘어 다양한 비즈니스 모델이 등장하고, 산업의 전략적 지정학적 중요성, 그리고 고성능 제품 생산에 있어 핵심적인 역할을 수행하기 때문입니다.
매년 다양한 제약 조건들이 첨단 포장재 공급망의 지형을 바꿔놓고 있습니다. 2024년에는 생산 능력 제한, 수율 문제, 신소재 및 장비, 자본 지출 요구 사항, 지정학적 규제 및 정책, 특정 시장의 폭발적인 수요, 진화하는 표준, 신규 진입 기업, 원자재 가격 변동 등 여러 핵심 요인들이 이러한 변화에 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.
공급망 문제를 신속하고 효과적으로 해결하기 위해 수많은 새로운 협력 관계가 형성되었습니다. 핵심적인 첨단 패키징 기술은 새로운 비즈니스 모델로의 원활한 전환과 생산 능력 제약 해소를 위해 다른 참여자들에게 라이선스되고 있습니다. 칩 표준화는 칩 활용 범위를 넓히고, 새로운 시장을 개척하며, 개별 투자 부담을 완화하기 위해 점점 더 강조되고 있습니다. 2024년에는 새로운 국가, 기업, 시설 및 시범 생산 라인이 첨단 패키징에 투자하기 시작했으며, 이러한 추세는 2025년에도 계속될 것입니다.
첨단 패키징 기술은 아직 기술적으로 포화 상태에 이르지 않았습니다. 2024년과 2025년 사이에 첨단 패키징 기술은 기록적인 도약을 이루고, 인텔의 최신 EMIB 및 Foveros와 같은 기존 AP 기술 및 플랫폼의 강력한 새 버전을 포함하는 기술 포트폴리오가 확장될 것입니다. CPO(칩 온 패키지 광학 장치) 시스템의 패키징 또한 업계의 주목을 받고 있으며, 고객 유치 및 생산량 확대를 위한 새로운 기술들이 개발되고 있습니다.
첨단 집적 회로 기판은 첨단 패키징과 로드맵, 협력적인 설계 원칙 및 도구 요구 사항을 공유하는 밀접하게 관련된 또 다른 산업 분야입니다.
이러한 핵심 기술 외에도, 전력 공급 솔루션, 임베디드 기술, 열 관리, 신소재(유리 및 차세대 유기 소재 등), 고급 인터커넥트, 새로운 장비/툴 포맷과 같은 여러 "숨은 핵심 기술"들이 첨단 패키징의 다양화와 혁신을 주도하고 있습니다. 모바일 및 소비자 가전에서 인공지능 및 데이터 센터에 이르기까지, 첨단 패키징은 각 시장의 요구에 맞춰 기술을 조정하고 있으며, 차세대 제품 또한 시장의 요구를 충족할 수 있도록 지원하고 있습니다.
고급 포장 시장은 2024년에 80억 달러에 달할 것으로 예상되며, 2030년에는 280억 달러를 넘어설 것으로 전망됩니다. 이는 2024년부터 2030년까지 연평균 성장률(CAGR) 23%를 반영합니다. 최종 시장별로는 "통신 및 인프라" 부문이 가장 큰 고성능 포장 시장으로, 2024년 매출의 67% 이상을 차지했습니다. 그 뒤를 이어 "모바일 및 소비자 시장"이 50%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고 있습니다.
포장재 수량 기준으로 볼 때, 고급 포장재 시장은 2024년부터 2030년까지 연평균 33%의 성장률을 기록하며, 2024년 약 10억 개에서 2030년에는 50억 개 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다. 이러한 상당한 성장은 고급 포장재에 대한 견조한 수요와, 2.5D 및 3D 플랫폼 도입으로 인해 가치가 프런트엔드에서 백엔드로 이동하면서 일반 포장재에 비해 평균 판매 가격이 상당히 높아진 데 기인합니다.
3D 적층 메모리(HBM, 3DS, 3D NAND 및 CBA DRAM)는 가장 중요한 요소로, 2029년까지 시장 점유율의 70% 이상을 차지할 것으로 예상됩니다. 가장 빠르게 성장하는 플랫폼에는 CBA DRAM, 3D SoC, 액티브 Si 인터포저, 3D NAND 스택 및 임베디드 Si 브리지가 포함됩니다.
고급 패키징 공급망 진입 장벽은 점점 높아지고 있으며, 대형 웨이퍼 파운드리와 IDM(종합 패키징 제조업체)들이 프런트엔드 역량을 앞세워 첨단 패키징 분야를 혁신하고 있습니다. 하이브리드 본딩 기술의 도입은 OSAT(외장 제품 및 서비스 센터) 업체들에게 더욱 어려운 상황을 만들고 있는데, 웨이퍼 제조 시설과 풍부한 자원을 보유한 업체만이 상당한 수율 손실과 막대한 투자를 감당할 수 있기 때문입니다.
2024년까지 양쯔 메모리 테크놀로지, 삼성, SK 하이닉스, 마이크론을 비롯한 메모리 제조업체들이 고급 패키징 시장의 54%를 점유하며 시장을 주도할 것으로 예상됩니다. 3D 적층 메모리가 매출, 생산량, 웨이퍼 수율 측면에서 다른 플랫폼을 능가하고 있기 때문입니다. 실제로 메모리 패키징의 구매량은 로직 패키징을 훨씬 앞지르고 있습니다. TSMC가 35%의 시장 점유율로 선두를 달리고 있으며, 양쯔 메모리 테크놀로지가 20%로 그 뒤를 바짝 쫓고 있습니다. 키옥시아, 마이크론, SK 하이닉스, 삼성과 같은 신규 업체들이 3D NAND 시장에 빠르게 진출하여 시장 점유율을 확대할 것으로 전망됩니다. 삼성은 16%의 점유율로 3위를 차지하고 있으며, SK 하이닉스(13%)와 마이크론(5%)이 그 뒤를 잇고 있습니다. 3D 적층 메모리 기술이 지속적으로 발전하고 신제품이 출시됨에 따라 이들 업체의 시장 점유율은 꾸준히 증가할 것으로 예상됩니다. 인텔은 6%의 점유율로 그 뒤를 바짝 쫓고 있습니다.
ASE(Advanced Semiconductor Manufacturing), SPIL(Siliconware Precision Industries), JCET, Amkor, TF와 같은 주요 OSAT(운영체제 및 테스트 업체) 제조업체들은 최종 패키징 및 테스트 작업에 적극적으로 참여하고 있습니다. 이들은 초고해상도 팬아웃(UHD FO) 및 몰드 인터포저 기반의 고급 패키징 솔루션을 통해 시장 점유율 확보에 주력하고 있습니다. 또한, 이러한 활동에 참여하기 위해 주요 파운드리 및 IDM(통합 디바이스 제조업체)과의 협력도 중요한 요소입니다.
오늘날 고급 패키징 구현은 점점 더 프런트엔드(FE) 기술에 의존하고 있으며, 하이브리드 본딩이 새로운 트렌드로 부상하고 있습니다. BESI는 AMAT와의 협력을 통해 TSMC, Intel, Samsung 등 시장 주도권을 놓고 경쟁하는 거대 기업에 장비를 공급하며 이러한 새로운 트렌드에서 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. ASMPT, EVG, SET, Suiss MicroTech, Shibaura, TEL 등 다른 장비 공급업체들도 공급망의 중요한 구성 요소입니다.
모든 고성능 패키징 플랫폼에서 유형에 관계없이 나타나는 주요 기술 트렌드는 인터커넥트 피치의 감소입니다. 이는 TSV(Through-Silicon Via), TMV(Through-Modular Via), 마이크로범프, 심지어 하이브리드 본딩과 같은 기술과 관련이 있으며, 특히 하이브리드 본딩은 가장 획기적인 솔루션으로 부상했습니다. 또한 비아 직경과 웨이퍼 두께도 감소할 것으로 예상됩니다.
이러한 기술 발전은 더 복잡한 칩과 칩셋을 통합하여 더 빠른 데이터 처리 및 전송을 지원하는 동시에 전력 소비와 손실을 줄이는 데 매우 중요하며, 궁극적으로 미래 제품 세대의 고밀도 통합 및 대역폭 구현을 가능하게 합니다.
3D SoC 하이브리드 본딩은 차세대 첨단 패키징의 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 이 기술은 SoC의 전체 표면적을 넓히면서 인터커넥트 피치를 더욱 작게 만들 수 있기 때문입니다. 이를 통해 분할된 SoC 다이에서 칩셋을 적층하는 등의 가능성이 열리고, 이종 집적 패키징이 가능해집니다. TSMC는 3D 패브릭 기술을 통해 하이브리드 본딩을 활용한 3D SoIC 패키징 분야에서 선두주자로 자리매김했습니다. 또한, 칩-웨이퍼 통합은 소수의 HBM4E 16층 DRAM 스택을 시작으로 점차 확대될 것으로 예상됩니다.
칩셋과 이기종 통합은 HEP 패키징 도입을 이끄는 또 다른 핵심 트렌드이며, 현재 시중에는 이러한 방식을 활용하는 제품들이 출시되어 있습니다. 예를 들어, 인텔의 Sapphire Rapids는 EMIB를, Ponte Vecchio는 Co-EMIB를, Meteor Lake는 Foveros를 사용합니다. AMD 또한 3세대 Ryzen 및 EPYC 프로세서와 MI300의 3D 칩셋 아키텍처와 같은 제품에 이 기술을 채택한 주요 업체입니다.
엔비디아 역시 차세대 블랙웰 시리즈에 이 칩셋 설계를 채택할 것으로 예상됩니다. 인텔, AMD, 엔비디아 등 주요 업체들이 이미 발표한 바와 같이, 분할 또는 복제된 다이를 통합한 패키지가 내년에 더욱 많이 출시될 것으로 전망됩니다. 나아가 이러한 접근 방식은 향후 몇 년 안에 고성능 ADAS 애플리케이션에 적용될 것으로 예상됩니다.
전반적인 추세는 2.5D 및 3D 플랫폼을 동일한 패키지에 통합하는 것이며, 업계에서는 이를 이미 3.5D 패키징이라고 부르고 있습니다. 따라서 3D SoC 칩, 2.5D 인터포저, 임베디드 실리콘 브리지, 그리고 광학 소자가 함께 패키징된 패키지가 등장할 것으로 예상됩니다. 새로운 2.5D 및 3D 패키징 플랫폼이 등장함에 따라 고에너지 물리학(HEP) 패키징의 복잡성은 더욱 증가할 것입니다.
게시 시간: 2025년 8월 11일