NVIDIA 프로세서, 열 인터페이스 재료로 전환! SiC 기판 수요 폭발 예상!
미래 AI 칩의 열 병목 현상은 탄화규소(SiC) 기판 재료로 극복되고 있습니다.
해외 언론 보도에 따르면 NVIDIA는 차세대 프로세서의 CoWoS 첨단 패키징 공정에서 중간 기판 재료를 탄화규소로 교체할 계획입니다. TSMC는 주요 제조업체들을 초청하여 SiC 중간 기판 제조 기술을 공동 개발하고 있습니다. 이러한 변화는 현재 AI 칩 성능 향상의 물리적 한계를 해결합니다. GPU 전력이 증가함에 따라 여러 칩을 실리콘 인터포저에 통합하면 극심한 열 요구 사항이 발생하여 기존 실리콘 재료가 열 발산 능력을 초과하게 됩니다.
와이드 밴드갭 반도체인 탄화규소는 극심한 고전력 및 고열 플럭스 환경에서 고유한 장점을 제공합니다. GPU 패키징에서 핵심적인 이점은 다음과 같습니다.
1.향상된 열 관리: 실리콘 인터포저를 SiC로 교체하면 열 저항이 거의 70% 감소합니다.
2.최적화된 전력 아키텍처: SiC는 더 작고 효율적인 전압 조정기 모듈(VRM)을 가능하게 하여 전력 공급 경로를 단축하고 AI 워크로드에서 빠르고 안정적인 전류 응답을 위해 저항 손실을 최소화합니다.
이러한 변환은 GPU 전력 증가 문제를 직접적으로 해결하여 차세대 프로세서에 고효율 솔루션을 제공합니다.
탄화규소의 주요 장점
•실리콘보다 2~3배 높은 열 전도율로 고전력 칩의 열 발산 문제를 해결합니다.
•20~30°C 낮은 접합 온도로 고성능 시나리오에서 안정성을 향상시킵니다.
구현 로드맵 및 과제
NVIDIA는 단계적 접근 방식을 계획하고 있습니다.
•2025~2026: 1세대 Rubin GPU는 실리콘 인터포저를 유지하는 동안 TSMC는 공급업체와 협력하여 SiC 제조 기술을 개발합니다.
•2027: 첨단 패키징에서 SiC 인터포저의 전면적인 채택.
주요 과제는 다음과 같습니다.
•재료 경도: 탄화규소의 다이아몬드와 같은 경도는 초정밀 절단을 요구합니다. 최적화되지 않은 절단으로 인한 불균일한 표면은 기판을 사용할 수 없게 만듭니다. 일본 회사 DISCO는 이를 해결하기 위해 차세대 레이저 절단 시스템을 개발하고 있습니다.
시장 전망
•초기 채택: SiC 인터포저는 먼저 주력 AI 칩에 나타날 것입니다. TSMC의 7x-마스크 CoWoS 설계(2027년 출시)는 인터포저 면적을 14,400 mm²로 확장하여 기판 수요를 촉진할 것입니다.
•용량 확장: Morgan Stanley는 CoWoS 월간 생산 능력이 2024년 38,000개의 12인치 웨이퍼에서 2025년 83,000개, 2026년 112,000개로 급증하여 SiC 인터포저 수요를 직접적으로 증가시킬 것으로 예측합니다.
•비용 추세: 현재 높은 가격에도 불구하고 12인치 SiC 기판은 생산 규모가 확대됨에 따라 실행 가능한 수준으로 하락할 것으로 예상됩니다.
다운스트림 애플리케이션에 미치는 영향
•통합 밀도: 12인치 SiC 기판은 8인치 버전보다 90% 더 넓은 면적을 제공하여 인터포저당 더 많은 칩렛 모듈을 가능하게 합니다.
•공급망 시너지: TSMC와 DISCO는 제조 R&D를 발전시키고 있으며, 2027년에 상업 생산이 예정되어 있습니다.
시장 반응
9월 5일, SiC 관련 주식은 Tianyue Advanced, Luxi Technology, Tianshun Shares를 중심으로 5.76% 급등했습니다. 주요 동인은 다음과 같습니다.
•NVIDIA의 Rubin 프로세서 로드맵.
•SiC의 우수한 특성: 높은 전력 밀도, 낮은 손실 및 열 안정성.
산업 전망
•시장 규모: 글로벌 전도성/중간 절연 SiC 기판 시장은 2022년에 5억 1200만 달러/2억 4200만 달러에 도달했으며, 2026년까지 16억 2000만 달러/4억 3300만 달러에 이를 것으로 예상됩니다(CAGR: 33.37%/15.66%).
•응용 분야: 자동차는 2028년까지 SiC 전력 장치의 74%를 차지하며 지배할 것입니다.
공급망 역학
•리더십: Tianyue Advanced(전도성 SiC 분야 글로벌 2위), Sanan, Luxi Technology가 생산을 주도합니다.
•장비: NAURA 및 Jingce와 같은 국내 기업이 SiC 결정 성장 장비 시장의 60% 이상을 점유하고 있습니다.
위험 및 기회
•기술적 과제: 결함 밀도 제어 및 12인치 웨이퍼 균일성은 여전히 중요한 과제로 남아 있습니다.
•비용 경쟁력: 대량 채택을 위해서는 생산 규모 확대 및 수율 개선이 필수적입니다.
결론
NVIDIA의 SiC 인터포저로의 전환은 첨단 패키징의 중요한 순간을 의미합니다. 기술적 및 비용적 장벽이 존재하지만, AI 기반 수요와 재료 혁신 간의 시너지는 SiC를 차세대 반도체 인프라의 초석으로 자리매김하게 합니다.
ZMSH는 2~12인치 전도성/반절연 탄화규소(SiC) 기판 맞춤형 제작 및 공급을 전문으로 하며, 전력 전자, RF 장치 및 광전자 응용 분야를 충족하기 위해 결정 배향(<100>/<111>), 저항률(10⁻³–10⁰ Ω·cm), 두께(350–2000 μm)에 대한 맞춤형 솔루션을 제공합니다.
당사는 복잡한 형상의 SiC 부품에 대한 첨단 정밀 가공을 제공하여 절단, 연삭 및 연마 공정에서 ±0.01 mm의 공차를 달성합니다. 당사의 엔드 투 엔드 기술 협업은 웨이퍼 슬라이싱, 표면 마감 및 패키징 최적화를 포함하여 고온 접합 및 첨단 캡슐화 요구 사항과의 호환성을 보장합니다.
NVIDIA 프로세서, 열 인터페이스 재료로 전환! SiC 기판 수요 폭발 예상!
미래 AI 칩의 열 병목 현상은 탄화규소(SiC) 기판 재료로 극복되고 있습니다.
해외 언론 보도에 따르면 NVIDIA는 차세대 프로세서의 CoWoS 첨단 패키징 공정에서 중간 기판 재료를 탄화규소로 교체할 계획입니다. TSMC는 주요 제조업체들을 초청하여 SiC 중간 기판 제조 기술을 공동 개발하고 있습니다. 이러한 변화는 현재 AI 칩 성능 향상의 물리적 한계를 해결합니다. GPU 전력이 증가함에 따라 여러 칩을 실리콘 인터포저에 통합하면 극심한 열 요구 사항이 발생하여 기존 실리콘 재료가 열 발산 능력을 초과하게 됩니다.
와이드 밴드갭 반도체인 탄화규소는 극심한 고전력 및 고열 플럭스 환경에서 고유한 장점을 제공합니다. GPU 패키징에서 핵심적인 이점은 다음과 같습니다.
1.향상된 열 관리: 실리콘 인터포저를 SiC로 교체하면 열 저항이 거의 70% 감소합니다.
2.최적화된 전력 아키텍처: SiC는 더 작고 효율적인 전압 조정기 모듈(VRM)을 가능하게 하여 전력 공급 경로를 단축하고 AI 워크로드에서 빠르고 안정적인 전류 응답을 위해 저항 손실을 최소화합니다.
이러한 변환은 GPU 전력 증가 문제를 직접적으로 해결하여 차세대 프로세서에 고효율 솔루션을 제공합니다.
탄화규소의 주요 장점
•실리콘보다 2~3배 높은 열 전도율로 고전력 칩의 열 발산 문제를 해결합니다.
•20~30°C 낮은 접합 온도로 고성능 시나리오에서 안정성을 향상시킵니다.
구현 로드맵 및 과제
NVIDIA는 단계적 접근 방식을 계획하고 있습니다.
•2025~2026: 1세대 Rubin GPU는 실리콘 인터포저를 유지하는 동안 TSMC는 공급업체와 협력하여 SiC 제조 기술을 개발합니다.
•2027: 첨단 패키징에서 SiC 인터포저의 전면적인 채택.
주요 과제는 다음과 같습니다.
•재료 경도: 탄화규소의 다이아몬드와 같은 경도는 초정밀 절단을 요구합니다. 최적화되지 않은 절단으로 인한 불균일한 표면은 기판을 사용할 수 없게 만듭니다. 일본 회사 DISCO는 이를 해결하기 위해 차세대 레이저 절단 시스템을 개발하고 있습니다.
시장 전망
•초기 채택: SiC 인터포저는 먼저 주력 AI 칩에 나타날 것입니다. TSMC의 7x-마스크 CoWoS 설계(2027년 출시)는 인터포저 면적을 14,400 mm²로 확장하여 기판 수요를 촉진할 것입니다.
•용량 확장: Morgan Stanley는 CoWoS 월간 생산 능력이 2024년 38,000개의 12인치 웨이퍼에서 2025년 83,000개, 2026년 112,000개로 급증하여 SiC 인터포저 수요를 직접적으로 증가시킬 것으로 예측합니다.
•비용 추세: 현재 높은 가격에도 불구하고 12인치 SiC 기판은 생산 규모가 확대됨에 따라 실행 가능한 수준으로 하락할 것으로 예상됩니다.
다운스트림 애플리케이션에 미치는 영향
•통합 밀도: 12인치 SiC 기판은 8인치 버전보다 90% 더 넓은 면적을 제공하여 인터포저당 더 많은 칩렛 모듈을 가능하게 합니다.
•공급망 시너지: TSMC와 DISCO는 제조 R&D를 발전시키고 있으며, 2027년에 상업 생산이 예정되어 있습니다.
시장 반응
9월 5일, SiC 관련 주식은 Tianyue Advanced, Luxi Technology, Tianshun Shares를 중심으로 5.76% 급등했습니다. 주요 동인은 다음과 같습니다.
•NVIDIA의 Rubin 프로세서 로드맵.
•SiC의 우수한 특성: 높은 전력 밀도, 낮은 손실 및 열 안정성.
산업 전망
•시장 규모: 글로벌 전도성/중간 절연 SiC 기판 시장은 2022년에 5억 1200만 달러/2억 4200만 달러에 도달했으며, 2026년까지 16억 2000만 달러/4억 3300만 달러에 이를 것으로 예상됩니다(CAGR: 33.37%/15.66%).
•응용 분야: 자동차는 2028년까지 SiC 전력 장치의 74%를 차지하며 지배할 것입니다.
공급망 역학
•리더십: Tianyue Advanced(전도성 SiC 분야 글로벌 2위), Sanan, Luxi Technology가 생산을 주도합니다.
•장비: NAURA 및 Jingce와 같은 국내 기업이 SiC 결정 성장 장비 시장의 60% 이상을 점유하고 있습니다.
위험 및 기회
•기술적 과제: 결함 밀도 제어 및 12인치 웨이퍼 균일성은 여전히 중요한 과제로 남아 있습니다.
•비용 경쟁력: 대량 채택을 위해서는 생산 규모 확대 및 수율 개선이 필수적입니다.
결론
NVIDIA의 SiC 인터포저로의 전환은 첨단 패키징의 중요한 순간을 의미합니다. 기술적 및 비용적 장벽이 존재하지만, AI 기반 수요와 재료 혁신 간의 시너지는 SiC를 차세대 반도체 인프라의 초석으로 자리매김하게 합니다.
ZMSH는 2~12인치 전도성/반절연 탄화규소(SiC) 기판 맞춤형 제작 및 공급을 전문으로 하며, 전력 전자, RF 장치 및 광전자 응용 분야를 충족하기 위해 결정 배향(<100>/<111>), 저항률(10⁻³–10⁰ Ω·cm), 두께(350–2000 μm)에 대한 맞춤형 솔루션을 제공합니다.
당사는 복잡한 형상의 SiC 부품에 대한 첨단 정밀 가공을 제공하여 절단, 연삭 및 연마 공정에서 ±0.01 mm의 공차를 달성합니다. 당사의 엔드 투 엔드 기술 협업은 웨이퍼 슬라이싱, 표면 마감 및 패키징 최적화를 포함하여 고온 접합 및 첨단 캡슐화 요구 사항과의 호환성을 보장합니다.
