SK하이닉스는 차세대 AI 인터커넥트 수요를 충족하기 위해 HBM 로드맵의 전략적 보완재로서 공동 패키징 광학(CPO) 기술을 추진하고 있다.
AI 칩의 연산 성능은 급속도로 향상되고 있지만, 칩 간 데이터 이동이 중요한 병목 현상으로 대두되었습니다. 이에 대응하여 산업계는 빛을 활용하여 데이터 전송 속도를 높이는 기술인 Co-Packaged Optics(CPO)를 발전시키고 있습니다. SK하이닉스는 현재 CPO 시장에 진입하기 위해 자체적인 포지셔닝을 강화하고 있으며, HBM(High Bandwidth Memory) 및 메모리 풀링(Memory-Pooling) 기술과 CPO를 통합하여 전체 AI 시스템의 성능을 향상시키는 것을 목표로 하고 있습니다. 그러나 이러한 전략을 실현하기 위해서는 TSMC의 핵심 기술을 활용해야 합니다. 구체적으로 TSMC의 COUPE 아키텍처는 전자 칩과 광학 칩을 연결하며, System-on-Integrated-Chips(SoIC)는 수직 칩 적층을 가능하게 하고, Chip-on-Wafer-on-Substrate(CoWoS) 플랫폼은 프로세서, HBM, 광학 구성 요소를 단일 패키지로 통합하는 데 기여합니다. 반도체 제조를 넘어 CPO 개발에는 광섬유, 마이크로 렌즈, 정밀 정렬, 패키징 및 테스트 분야의 전문성이 요구되며, 이는 대만 공급망 파트너들에게 상당한 기회를 창출합니다. Sung-Chuan은 광섬유와 실리콘 포토닉스 칩을 인터페이스하는 Fiber Optic Array Units를 제조하고 있으며, 현재 1.6T, 3.2T 속도를 타겟으로 하는 솔루션을 개발 중이고 궁극적으로는 6.4T 속도에 도달할 계획입니다. Largan Precision은 CPO 애플리케이션을 위한 컴팩트한 광학 부품 및 섬유 어레이를 설계하고 있으며, 양산은 2027년 초에 시작될 수도 있습니다. 한편 Xunxin-KY는 CPO 패키징에 집중하고 있으며, 그사의 51.2T 제품은 소규모 생산 단계에 진입했고 102.4T 변형 제품은 현재 테스트 중입니다. 결국 SK하이닉스의 CPO 야망은 필요한 기반 기술을 제공하기 위해 TSMC와 특수화된 대만 기업들에 크게 의존할 것입니다.
이러한 developments는 반도체 부문 전반에 걸친 격화되는 경쟁과 전략적 재편이라는 배경 속에서 진행됩니다. 삼성전자와 SK하이닉스는 AI 수요 급증에 대응하여 칩 생산량을 늘리고 반도체 연구실을 업그레이드하여 수율을 개선하고 있습니다. 뱅크오브아메리카(Bank of America)에 따르면 두 회사는 2027년까지 계속되는 메모리 호황으로부터 이익을 얻을 것으로 예상됩니다. 그러나 장기 공급 계약에서의 지배력은 더 이상 독점적이지 않으며, 경쟁사들이 다년간의 계약을 확보하는 사례가 증가하고 있습니다. 이와 병행하여 SK하이닉스는 향후 AI 성장을 보호하기 위해 새로운 제조 시설을 구축하며 생산 네트워크를 확장하고 있으나, 삼성과 SK하이닉스의 임원들은 모두 ongoing 경찰 조사를 겪고 있습니다.
경쟁 구도를 복잡하게 만드는 요소 중 하나는 삼성과 중국의 ChangXin Memory Technologies(CXMT) 간의 치열한 지적재산권 분쟁입니다. 한국에서 새로운 증언이 나온 후, CXMT로 이직한 전 삼성 엔지니어는 중국 메모리 제조사가 창립 초기부터 삼성의 독점 공정 노하우를 적극적으로 추구했다고 주장한 것으로 보고되었습니다. 검찰은 삼성의 18나노미터 DRAM 기술이 획득되어 CXMT의 제조 운영에 적응되었다고 주장합니다. 논쟁의 대상이 된 지적재산권에는 수백 개의 생산 단계를 아우르는 매우 세분화된 제조 지침인 삼성의 Process Recipe Plan이 포함됩니다. 만약 한국 법원이 이 증언과 다른 증거들을 수용한다면, 삼성은 CXMT를 상대로 법적 조치를 취하기 위해 이러한 발견들을 활용할 수 있습니다. 구제책의 주요 경로는 Section 337 판결에 따라 수입을 제한할 권한을 가진 미국 국제무역위원회(ITC)입니다. 역사적으로 삼성의 중국 디스플레이 제조사 BOE에 대한 소송은 광범위한 갈등이 합의에 의해 해결되기 전에 14년 8개월간의 배제 명령이 권고된 바 있습니다. 잠재적인 미국의 금지 조치가 실현되려면 삼성은 alleged trade-secret misappropriation(영업비밀 침해)와 수입품 사이의 직접적인 법적 연관성을 입증해야 합니다. 금지령은 확실성보다는 가능성에 가깝지만, 성공적인 결과는 특히 미국 내에서 글로벌 DRAM 시장 침투를 노리는 CXMT의 야망을 크게 저해할 것입니다.
동시에 맞춤형 AI 가속기 시장은 더욱 파편화되고 있습니다. AMD는 bespoke AI chip 공간에 진입할 예정이며, 구글은 잠재적인 최초의 주요 고객이 될 것으로 보입니다. 보고서에 따르면 구글은 차세대 Tensor Processing Units(TPUs) 중 하나를 개발하기 위해 AMD와 협력하고 있으며, 이 TPU들은 구글의 AI 컴퓨팅 인프라를 뒷받침합니다. Broadcom는 수년간 구글의 주요 TPU 공급업체였으나, 테크 거대기업은 공급 기지를 적극적으로 다변화하고 있습니다. 미디어텍(MediaTek)도 preliminary TPU 주문을 확보한 것으로 알려졌으나, 해당 arrangement에 대해서는 공식 확인하지 않았습니다. AMD의 참여는 광범위한 프로세서 및 칩 설계 전문성을 활용하여 CPU와 AI 가속기를 co-locate함으로써 시스템 속도 및 효율성을 향상시킬 가능성이 있어 시장 경쟁을 심화시킬 것으로 예상됩니다. 구글이나 AMD는 파트너십을 공식적으로 검증하지 않았으나, 이것이 실현된다면 AMD의 비즈니스 포트폴리오에 있어 획기적인 확장이 될 것입니다. Broadcom는 여전히 중요한 동맹국으로, 차세대 컴퓨팅 아키텍처를 위해 구글과 AIfirm Anthropic와 동시에 협력하고 있습니다. 미디어텍 또한 AI 하드웨어 부문을 확대하고 있으며, 최근 주요 미국 클라우드 제공자를 위한 AI 가속기 개발을 발표했고 양산은 임박한 rollout 일정에 맞춰 진행될 예정입니다. 이러한 경쟁 변화는 구글의 광범위한 자본 전략과 일치합니다. 구글은 2026년에 인프라 투자에 1,750억 달러에서 1,850억 달러를 할당할 계획이며, 그 상당 부분은 AI 및 클라우드 컴퓨팅에 투입될 예정입니다. 보고된 AMD와의 관여는 AMD, Broadcom, 미디어텍이 구글의 구매 파이프라인에서 우위를 차지하기 위해 경쟁하는 rapidly maturing ecosystem을 강조합니다.
제조 측면에서 삼성은 텍사스의 첨단 파운드리 입지를 가속화하고 있으며, 두 번째 Taylor 반도체 시설 준비가 예정보다 빠르게 진행되고 있습니다. 업계 소식통에 따르면 삼성은 다가오는 부지에 기계 설치를 위한 인증 절차를 시작하도록 주요 장비 벤더들에게 지시했습니다. 이러한 선제적 조치는 올해 말 planned groundbreaking에 선행하는 것이며, 최종 장비 및 생산 사양이 부분적으로 미결정된 상태임에도 불구하고 운영 계획이 진행 중임을 시사합니다. 삼성은 제2분기 earnings call에서 Taylor Fab 2의 착공을 2026년 말까지 완료하고 2030년에 양산을 시작할 의도가 있다고 확인했습니다. 임원들은 첨단 파운드리 용량에 대한 고객 수요 증가를 주요 촉매제로 꼽았습니다. Taylor 캠퍼스는 2nm 생산을 포함한 advanced process nodes 전용 여러 fab 및 R&D divisions를 포함하여 삼성의 leading-edge logic chips를 위한 핵심 미국 제조 허브로 설계되었습니다. 동시에 초기 Taylor fab는 operational readiness에 근접해 있으며, 장비 설치 및 생산 시험이 활발히 진행 중입니다. Tesla는 삼성과의 165억 달러 칩 제조 pact 이후 flagship 고객이 될 것으로 예상됩니다. 따라서 Taylor Fab 2는 삼성이 파운드리 관심을 sustained volume production으로 전환할 능력을 시험하는 critical stress test 역할을 하게 됩니다. 삼성은 이전에 customer commitments가 capacity expansion의 속도를 결정할 것이라고 언급했으며, 특히 산업계의 관심이 1.4nm와 같은 미래 노드로 이동함에 따라 더욱 그러합니다. 장비 공급업체들이 이미 인증을 위해 동원됨에 따라 삼성은 물리적 건설에 앞서 효과적으로 인프라를 pre-positioning하고 있습니다.
이 확장의 중심에는 삼성이 차세대 AI5 및 AI6 칩을 확보하기 위한 전략적 추진이 있으며, 이 칩들은 삼성의 첨단 2nm 공정을 사용하여 제조될 예정입니다. 대규모 생산은 2027년에 시작될 것으로 예상되며, 계약 가치는 약 20조 원입니다. 금전적 규모를 넘어 이 partnership는 삼성에게 깊은 strategic weight를 지닙니다. 이러한 칩들을 성공적으로 납품하면 상업적 규모에서 삼성 2nm 기술의 yield capability 및 quality consistency가 검증됩니다. Tesla의 실리콘이 자율주행 시스템 및 onboard AI workloads를 구동할 것이므로 극도의 reliability는 필수 불가결하며, 어떤 critical failure라도 심각한 safety implications을 초래하므로 Tesla는 삼성의 manufacturing maturity에 대해 엄격한 benchmark가 됩니다. 이 deal은 특히 370억 달러 이상의 capital expenditure를 흡수한 Taylor facility에 특히 중요합니다. sustained high-volume orders는 line utilization 최적화, fixed costs amortization, 그리고 continuous process refinement를 위해 필수적입니다. 2027년부터 예상되는 2nm volume은 이러한 objectives를 직접 지원하면서 2030년까지 Taylor Fab의 Phase 2 확장의 economic viability를 강화할 것입니다. 궁극적으로 Tesla의 생산을 확보하면 삼성의 파운드리 평판을 상당히 높이고 Taylor Fab의 throughput을 극대화하며 industry leader TSMC에 대한 competitive posture를 강화할 수 있습니다.
aggressive capacity building 및 architectural innovation이라는 이러한 backdrop 속에서 TSMC는 지속적으로 technological roadmap을 추진하고 있습니다. 파운드리 거대기업은 recently A16이라는 새로운 process technology를 공개했는데, 이는 향후 세대 반도체들을 enhanced speed, reduced physical footprint, 그리고 improved power efficiency로 제공할 목적으로 설계되었습니다.