애플이 차세대 반도체 칩 'M5' 양산에 돌입했다. 맥 시리즈와 아이패드 등 애플 핵심 제품에 탑재되는 반도체다. 애플이 인공지능(AI) 성능을 강화하기 위해 새로운 공정 기술을 도입한 것으로 파악됐다.
5일 업계에 따르면 애플은 지난달부터 M5 칩 패키징을 시작한 것으로 파악됐다. 패키징은 반도체 칩(다이)을 보호하고 다른 기기나 부품과 전기적 연결이 가능케 하는 작업이다. 애플은 대만 TSMC에 M5 칩 회로를 구현하는 전공정 생산을 위탁했는데, 반도체 칩이 나왔고 이를 패키징 업체(OSAT)에서 최종 완제품으로 만들기 시작했다는 뜻이다.
애플 M5 칩 패키징은 대만 ASE, 미국 앰코, 중국 JCET이 담당한다. 최초 양산은 ASE가 시작했으며, 앰코와 JCET 양산도 순차적으로 이뤄질 예정이다.
초도 생산 제품은 M5 일반 모델로 알려졌다. M5는 성능과 적용처에 따라 일반·프로·맥스·울트라 등으로 나뉜다. 현재 주요 OSAT 업체들은 프로·맥스·울트라 등 고사양(하이엔드) M5 양산을 위한 추가 설비 투자를 진행하고 있는 것으로 전해졌다.
이 사안에 정통한 업계 관계자는 “M5 양산 물량 확대를 위한 장비 등 발주가 지속적으로 이뤄지고 있다”며 “본격적인 생산에 들어간만큼 앞으로 출시되는 애플 기기에 순차적으로 탑재될 것”이라고 전망했다. 선 탑재는 차기 아이패드 프로 제품이 유력하다.
M5는 애플이 AI 시장을 정조준한 반도체라는 평가가 나온다. 애플이 지난해부터 AI 대응을 강화하고 있어서다.
우선 전공정은 TSMC 3나노 공정(N3P)을 활용했다. 이전 공정(M4) 대비 전력 효율성은 5~10%, 성능은 5% 개선됐다.
M5 프로 제품부터는 TSMC SoIC-MH 패키징 공정을 적용한 것으로 전해진다. 반도체 칩을 수직 적층하는 방식이다. 이를 통해 발열 제어와 성능을 한번 더 끌어올릴 것으로 예상된다.
수직 적층에는 웨이퍼나 칩을 구리로 직접 연결하는 하이브리드 본딩이 적용되는데, 네덜란드 베시 장비가 쓰인 것으로 알려졌다.
M5 칩 절단(그루빙)에는 펨토초 레이저 기술이 처음 적용됐다. 1000조분의 1초 간격의 레이저로 반도체의 손상과 오염을 최소화했다. 품질 확보와 수율 개선을 위한 것으로 분석된다. 펨토초 그루빙 장비는 이오테크닉스가 공급하는 것으로 확인된다.
M5 칩을 기기의 메인보드에 장착할 반도체 기판에도 변화를 줬다. 기판 회로층을 쌓을 때 쓰는 절연·접착제인 ABF(아지노모토 빌드업 필름) 성능이 대폭 개선됐다. ABF 독점 공급사인 아지노모토는 보다 얇고 대면적 적층이 가능한 차세대 ABF를 M5 칩 기판 제조에 공급할 예정이다.
업계 관계자는 “보다 많은 회로 층을 쌓을 수 있어 높은 성능을 구현할 수 있을 것”이라고 평가했다.
기판 제조는 대만 유니마이크론과 삼성전기가 맡는다. 대량 생산(램프 업) 일정에 맞춰 기판 양산이 가능하도록 설비 투자가 진행되고 있다.
권동준 기자 djkwon@etnews.com
