InFO 버리고 2.5D 채택 '발열·저항·불량률까지 잡는다'
애플(AAPL)이 차세대 고성능 칩인 M5 프로와 M5 맥스에서 패키징 전략을 크게 수정할 가능성이 제기됐다. 기존에 사용하던 InFO(Integrated Fan-Out) 패키징 대신 TSMC의 2.5D 패키징을 도입해, 발열 해소와 전력 효율을 개선하는 동시에 불량 칩 발생률까지 낮추려는 시도라는 분석이다.
관련 루머에 따르면, 3월 출시가 유력한 14인치·16인치 맥북 프로는 외형이나 쿨링 구조 자체는 전작과 동일할 가능성이 높다. 애플은 새로운 히트파이프 설계나 베이퍼 챔버로의 전환 대신, 칩 패키징 구조 자체를 바꿔 문제를 해결하려는 방향을 택한 것으로 보인다.
핵심은 InFO에서 2.5D 패키징으로의 전환이다. InFO는 얇은 두께와 전력 효율을 중시하는 모바일 칩에 적합하지만, 애플 실리콘이 점점 대형화·고집적화되면서 한계에 도달했다는 평가를 받아왔다. 반면 2.5D 패키징은 CPU와 GPU, 기타 로직 블록을 분리한 뒤 인터포저로 연결하는 구조로, 고성능 칩에서 발열과 전기적 저항을 보다 효과적으로 제어할 수 있다.
특히 TSMC의 SoIC-MH(수평 적층 방식) 기술과 병행될 가능성이 크다. 중요한 점은 SoIC-MH와 2.5D가 동일한 개념이 아니라는 것. SoIC-MH는 설계 접근 방식에 가깝고, 2.5D는 실제 패키징 구조에 해당한다. 두 기술을 함께 활용하면 성능과 수율을 동시에 개선할 수 있다.
2.5D 구조의 또 다른 장점은 제조 효율성이다. CPU와 GPU 블록을 분리하면 각각을 개별적으로 테스트할 수 있어, 특정 블록에 결함이 발생했을 경우 전체 다이를 폐기하지 않아도 된다. 이는 불량률 감소와 원가 절감으로 이어지며, DRAM 가격 급등이라는 악재 속에서 애플에게 상당히 매력적인 선택지다.
발열 문제 역시 중요하다. 단일 대형 다이에 모든 기능을 집적하면 ‘핫스팟’이 형성되기 쉬운데, 이는 애플의 단일 히트파이프 설계로 감당하기 어렵다. 실제로 일부 M4 맥스 맥북 프로 사용자들은 고부하 상태에서 CPU 16코어·GPU 40코어 구성의 소비전력이 212W에 달하고, 온도가 110도까지 상승했다고 보고한 바 있다. 상대적으로 전력 소모가 적은 M5조차도 스트레스 테스트 시 99도에 도달하는 사례가 확인됐다.
이런 맥락에서 2.5D 패키징 전환은 애플 실리콘의 물리적 한계를 관리하기 위한 필수 수순에 가깝다는 평가도 나온다. 블록 단위로 열을 분산시키면 고부하 작업 시에도 안정적인 성능 유지가 가능해진다.
업계에서는 흐름이 M5 프로·M5 맥스에 국한되지 않고, 향후 M6에도 그대로 이어질 가능성이 높다고 보고 있다. 이미 애플의 첫 2nm 맥용 칩이 예상보다 빠르게 등장할 수 있다는 관측이 나온 만큼, 패키징 혁신은 애플 실리콘 로드맵 전반의 핵심 요소로 자리 잡을 가능성이 크다.
