삼성전기·LG이노텍, 꿈의 기판 '유리기판' 상용화 물결

4일 인천 송도컨벤시아에서 열린 'KPCA 쇼 2024' 현장에 마련된 삼성전기·LG이노텍 전시 부스 [사진=김민우 기자]

삼성전기와 LG이노텍은 4일 '국제PCB 및 반도체패키징산업전'(KPCA 쇼 2024)에 참가해 유리기판 등 차세대 반도체 기판을 대거 선보이며 본격적인 경쟁에 돌입했다. 특히 삼성전기는 '꿈의 기판'으로 불리는 유리기판 시제품을 처음 공개했다.

차세대 반도체 기판인 유리기판은 기존 플라스틱 소재 대신 유리 소재를 사용한 제품이다. 표면이 매끄러워 미세 회로 구현이 쉽고, 열과 휘어짐에도 강한 특성이 있다.

기판의 대면적·고다층화에 따른 고강성 입출력 단자(I/O) 필요성 증가로 신호 특성 향상이 중요해지면서, 인공지능(AI)과 서버 등 많은 데이터 처리를 요구하는 분야에서 유리기판에 대한 관심이 높아지고 있다.

삼성전기는 부스 한편에 TGV(유리관통전극) 기술이 적용된 유리기판 시제품을 전시했다. 여기에 대면적·고다층·초슬림 차세대 반도체기판 등도 전시했다.

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이날 오후 국제심포지엄 세션에서 강연을 맡은 양우석 삼성전기 패키지 기판개발 그룹장은 유리기판에 대해 "엔드사(고객사)들의 굉장히 강한 기술적 요구가 많다"며 "고객사들과 끈끈한 컨소시엄을 구축해 기술 개발에 박차를 가하고 있다"고 설명했다.

이어 "연내 세종 사업장에 시제품 생산 라인을 구축하는 등 로드맵에 따라 계획대로 진행하고 있다"며 "전체적으로 확장 계획을 계속 검토 중이다"고 덧붙였다.

이날 삼성전기는 2가지 테마에 따라 어드밴스드(첨단) 패키지기판존과 온디바이스 AI 패키지기판존으로 전시 부스를 구성했다.

어드밴스드 패키지기판존에서는 양산 중인 고성능 AI·서버용 플립칩 볼그리드 어레이 (FCBGA) 핵심 기술을 선보였다. 이번에 소개하는 AI·서버용 FCBGA는 신호를 고속으로 처리하기 위해 제품 크기(면적)는 일반 FCBGA의 6배, 내부 층수는 2배인 20층 이상을 구현한 최고난도 제품이다.

시스템온칩(SoC)과 메모리를 하나의 기판에 통합한 코-패키지(Co-Package) 기판 등 차세대 패키지 기판기술도 소개했다.

LG이노텍도 유리기판 기술과 고주파 잡음을 제거해 고성능 반도체 칩 신호 전달을 안정적으로 지원하는 기술도 이번 전시에서 처음 선보였다. 

또한 FCBGA와 함께 패키지 서브스트레이트, 테이프 서브스트레이트 분야 혁신 제품과 기술도 선보였다.

LG이노텍은 FCBGA 내부 구조를 3D로 확대 구현한 모형을 통해 관람객이 고다층·고집적 구조적 특징을 직접 눈으로 확인할 수 있도록 했다.

이어 FCBGA의 대면적 기판 구현에 필요한 멀티레이어 코어(MLC) 기판 기술 등 핵심 기술도 소개했다.

PC·서버·네트워크·오토모티브(차량)존을 마련해 방문객들이 PC부터 고성능 서버·자율주행용 제품에 적용되는 FCBGA 실물을 직접 보고 비교할 수 있게 했다.

업계 관계자는 "아무리 뛰어난 기술이라 해도 결국 양산 도입 비용이 제일 중요하다"며 "AI 와 서버 수요 증가에 따라 규모의 경제가 곧 실현될 것으로 본다"고 말했다.

한편 삼성전기와 LG이노텍 외에도 SKC가 유리기판 개발에 뛰어들어 상용화를 서두르고 있다. SKC는 자회사 앱솔릭스를 통해 미국 조지아주에 반도체용 유리기판 양산 공장을 준공했으며, 2025~2026년으로 예상되던 양산 시점을 내년 상반기로 앞당기겠다는 계획이다.