[메리츠증권 전기전자/IT부품 양승수]

▶ AI chip upgrades shift substrate supply bottleneck from upstream materials to equipment

- DIGITIMES Intelligence는 AI 가속기와 서버 CPU 성능이 고도화되면서 고급 IC 기판 공급 병목이 업스트림 소재에서 핵심 공정 장비로 확대되고 있다고 분석

- AI 칩은 연산 코어 수와 I/O 채널뿐 아니라 HBM, 고속 SerDes, 칩렛 설계 통합도가 높아지며 패키지 내부 신호 전송, 전력 공급, 부품 간 연결 복잡도가 크게 증가

- 이에 고급 IC 기판은 대형화와 고다층화가 동시에 진행되고 있으며, 기판 1개당 필요한 공정 자원과 제조 작업량도 크게 확대

- 향후 고급 기판 생산량은 업스트림 원재료 수급 격차 축소뿐 아니라 유효 제조 캐파의 병행 확대 여부에 좌우될 전망

- AI와 HPC 칩 출하량이 증가하는 가운데 고급 기판 공급도 지속 확대돼야 하므로, 공정 병목은 더욱 심화될 가능성

- Nvidia AI 가속기를 기준으로 기판 크기는 2020년 Ampere 아키텍처의 3,000㎟, 10~12층에서 2026년 Rubin 아키텍처의 9,500㎟, 20층 이상으로 확대

- AMD 차세대 Venice 서버 CPU 기판도 7,200㎟, 18층 이상으로 확대되는 등 대형화와 고다층화는 개별 제품의 스펙 업그레이드가 아닌 고급 AI 가속기와 서버 CPU 전반의 구조적 흐름

- DIGITIMES Intelligence는 고급 기판 1개당 등가 공정 면적을 기판 면적에 층수를 곱해 산출할 경우, 2025년 77,868㎟에서 2028년 154,917㎟로 증가할 것으로 추정

- 이는 출하량 증가를 제외하더라도 기판 크기와 층수 확대만으로 칩당 처리해야 하는 물리적 면적과 공정 단계가 크게 늘어난다는 의미

- 이에 따라 등가 기판 공정 면적은 3년간 약 99% 증가하며, 스펙 업그레이드만으로도 제조 부담이 큰 폭으로 확대될 전망

- 대형 기판은 표준 패널 또는 캐리어에 탑재 가능한 기판 수를 줄여 장비 사이클당 유효 생산량을 낮춤

- 또한 대형 폼팩터는 warpage, 평탄도, 도금 균일도 제어 난이도를 높여 실제 활용 가능한 유효 캐파 확보를 어렵게 만듦

- 고다층 ABF 기판은 라미네이션, 전해도금, 노광, 에칭 등 공정을 반복 수행해야 해 전용 장비에서 기판당 체류 시간이 길어짐

- 동일한 출하량을 유지하기 위해서는 공정 부하 증가에 비례해 장비를 추가 확보해야 하는 구조

- DIGITIMES Intelligence는 고급 ABF 기판 증설 관련 공급 압박이 소재를 넘어 핵심 공정 장비로 확대됐다고 분석

- 업계에 따르면 장비별 공급 제약 강도는 다르지만, 진공 라미네이션 장비와 일부 습식 공정 장비의 수급이 가장 타이트한 상황

- SAP 습식 공정 장비의 주문 가시성은 현재 2027년까지 이어지고 있으며, 일부 주문은 2028년 물량까지 논의 중

- 고급 ABF 기판용 진공 라미네이션 장비의 납기는 2027년 말까지 밀린 상황

- 대만 주요 업체들은 이미 선제적으로 장비를 발주해 향후 캐파를 확보 중

- 반면 장비를 조기에 확보하지 못한 경쟁사에게는 향후 1~2년간 장비 납기와 확보 가능성이 고급 ABF 기판 신규 캐파 확대를 좌우하는 핵심 변수가 될 전망

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