- 5년간 AI 가속기 1억 3000만개 출하, 매출 2조 달러 전망
- HBM+CoWoS 조합, 비용, 수율, 용량 제약에 대안 기술 등장
- 인텔, EMIB·ZAM·XBM 3단계 로드맵으로 CoWoS 대항
- TSMC는 생태계 우위 여전, 인텔은 구글, 미디어텍 확보가 관건
글로벌 시장조사기관 카운터포인트리서치에 따르면 향후 5년간 AI 서버용 그래픽처리장치(GPU), 주문형반도체(ASIC) 1억 3000만 개 이상이 첨단 패키징방식의 온칩 메모리를 탑재해 출하되며, 이 컴퓨팅 수요만으로도 약 2조 달러 규모의 매출이 창출될 전망이다.
카운터포인트는 최근 발표한 리서치 노트에서, AI 하드웨어 경쟁의 핵심 병목이 로직 스케일링이 아니라 첨단 패키징으로 옮겨가고 있다고 분석했다. 메모리 벽(Memory Wall), 성능 벽(Performance Wall), 구리 벽(Copper Wall)이라는 서로 얽혀 있는 세 가지 물리적 한계를 업계는 패키징 기술 혁신으로 돌파해야 하는 상황이다.
| 구분 | 메모리 벽(Memory Wall) | 성능 벽(Performance Wall) | 구리 벽(Copper Wall) |
| 병목 원인 | 로직 다이(logic die)가 아니라 메모리 서브시스템(와트당 대역폭, 용량)이 가속기 성능을 제한 | 레티클(reticle) 한계, 2D 플로어플랜(floorplan)으로 다이를 키워 컴퓨팅을 늘릴 수 없음 | 데이터 전송률이 오를수록 구리 배선의 전력, 거리 한계 봉착 |
| 패키징 해법 | HBM 하이브리드 본딩(hybrid bonding), ZAM, XBM 등 post-HBM 인터페이스 | 3.5D 스태킹(stacking), 칩렛(chiplet), EMIB, 풀레티클 인터포저(full-reticle interposer) | 공동 패키지 광학(CPO), 유리 기판, 패널 레벨 기판(panel-level substrate) |
| 돌파 조건 | 메모리가 컴퓨팅과 더 가까이 있어야 함 | 컴퓨팅을 분리했다가 다시 결합해야 함 | 연결부에서 구리를 걷어내야 함 |
출처: 카운터포인트리서치
메모리 벽 공략에 나선 인텔
이 중 가장 큰 도전 과제는 메모리 벽이다. 고대역폭메모리(HBM)가 AI 가속기의 기본 메모리로 자리 잡았지만, 대형 실리콘 인터포저가 필요한 TSMC CoWoS 조합에 의존하는 탓에 비용 상승, 결함 리스크, 생산능력 제약이라는 부담까지 지고 있다는 게 카운터포인트의 진단이다. 이틈을 타 대안 기술들이 부상하고있다.
이런 흐름 속에서 인텔(Intel)은 메모리 인터페이스 문제에 3단계 로드맵으로 대응하고 있다. EMIB는 이미 상용화된 패키징 플랫폼이고, ZAM은 2028~2030년경 상용화를 목표로 하는 HBM4급 중기 대안, XBM은 2030년 이후를 겨냥한 후공정(BEOL) 박막트랜지스터 기반의 장기 재설계 기술이다. 다만 TSMC는 여전히 대량생산 경험, 성숙도, JEDEC 표준 생태계 종속 면에서 앞서 있어, 인텔이 CoWoS 아성을 실제로 흔들 수 있을지는 실행 속도와 구글(Google), 미디어텍(MediaTek) 같은 생태계 참여자 확보, 열관리, 통합 관련 기술적 과제 해결 여부에 달려 있다고 카운터포인트는 분석했다.
한국 메모리 시장에 미치는 의미
이번 로드맵에서 특히 눈에 띄는 대목은 ZAM의 개발 파트너다. 인텔의 ZAM은 삼성전자나 SK하이닉스가 아니라 소프트뱅크(SoftBank) 자회사 SAIMEMORY와 공동 개발되고 있다. SAIMEMORY는 2024년 12월 설립된 소프트뱅크 자회사로, 인텔이 기술(CTO), 소프트뱅크가 재무(CFO), 도쿄대 교수가 과학 총괄(CSO)을 맡는 구조이며, 2027 회계연도(2028년 3월까지) 시제품을 내놓고 2029 회계연도 상용화를 목표로 하고 있다. 일본 정부기관 NEDO의 보조금도 지원받고 있다.
카운터포인트리서치에 따르면 현재 글로벌 HBM 시장은 SK하이닉스와 삼성전자가 합산 약 80%를 차지하고 있다(2026년 1분기 기준 SK하이닉스 58%, 삼성전자 21%, 마이크론 21%). ZAM의 상용화 목표 시점(2029년)까지는 아직 수 년이 남아 있어 이 구도에 당장 영향을 주는 단계는 아니지만, 일본이 국가 차원에서 비(非)한국계 HBM 대안 기술 개발을 지원하고 있다는 점은 장기적으로 지켜볼 변수다.
AI 패키징 경쟁에 대한 보다 자세한 분석은 리포트 ’The $Trillion Bottleneck: Intel Bets EMIB, ZAM and XBM Against TSMC’s CoWoS’에서 확인할 수 있다.
[카운터포인트리서치]
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