반도체보다 더 어려운 '이 기술'...삼성전기 "고부가 기판 비중 확대" 승부수

[파이낸셜뉴스] "과거에는 반도체(웨이퍼)가 발전하면 그에 맞게 기판도 따라가는 추세였다. 하지만 최근 반도체는 일정 수준의 발전을 이뤘지만, 기판이 고객사가 요구하는 수준의 발전을 이뤄내지 못하는 상황들이 벌어지고 있다. 이에 특히 엔드(최종) 고객사가 다이렉트(직접적으로)로 기판 공급사와 디자인 논의를 진행하기도 한다.

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지난 22일 서울 중구 태평로 삼성본관빌딩에서 개최된 삼성전기 기술 설명회에서 황치원 삼성전기 패키지개발팀장(상무)가 기판 업계의 변화에 대해 이같이 설명했다. 황 상무는 "기술적 요구가 높아지면서 점점 어려워지고 있는 건 사실"이라면서도 "기회도 점점 많아지고 있다"고 말했다.

지난달 글로벌 반도체 기업인 AMD와 고성능 컴퓨팅(HPC) 서버용 플립칩(FC)-볼그리드어레이(BGA) 공급 계약을 맺고 제품 양산을 시작한 삼성전기는 다수의 글로벌 테크 기업들과의 협업을 진행 중인 것으로 전해진다.

"경쟁사보다 후발주자...기술력, 뒤처지지 않아"

삼성전기는 최근 경쟁사 대비 빅테크 확보 경쟁에서 우위를 점하기 위해 2026년까지 △서버 △인공지능(AI) △전장(자동차 전기부품) △네트워크 등 고부가 FC-BGA 비중을 50% 이상으로 높이는 것을 목표로 세웠다. 반도체기판 중 하나인 FC-BGA는 고집적 반도체 칩과 기판을 플립칩 범프로 연결하며 전기 및 열적 특성을 높인 패키지기판이다. 주로 PC, 서버, 네트워크, 자동차용 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU)에 사용된다.

황 상무는 이날 "경쟁사는 30년 정도 했고 저희는 20년 정도 됐다"면서 "기술력으론 뒤처지지 않는다고 생각하고 있다"고 자신감을 나타냈다. 서버용 FC-BGA는 반도체기판 중 가장 기술 난도가 높은 제품으로 전 세계에서 하이엔드급 서버용 기판을 양산하는 글로벌 업체는 일부 업체에 불과하다. 특히, 서버용 CPU·GPU는 연산처리능력과 연결 신호 속도 향상 등 고성능화에 대응하기 위해 하나의 기판 위에 여러 반도체 칩을 한꺼번에 실장 해야 한다. 이에 따라 서버용 FC-BGA는 일반 PC용 FC-BGA보다 기판 면적이 4배 이상 크고, 층수도 20층 이상으로 2배 이상 많다.

1991년 기판사업을 시작한 삼성전기는 2022년 10월 국내 최초로 서버용 FC-BGA 양산에 성공했다. 삼성전기는 최고사양 모바일 애플리케이션프로세서(AP)용 반도체기판은 점유율, 기술력으로 1위를 유지 중이다. 삼성전기는 반도체기판 1조9000억원에 달하는 대규모 투자를 통해 부산과 베트남 신공장을 중심으로 첨단 하이엔드 제품 양산에 나섰다.

"앞으로 반도체기판 더 중요"

황 상무는 "시스템 로직 반도체는 예전에는 인텔 중심의 독점적 구도였지만, 지금은 고객이 요구하는 성능이 다 달라졌다"면서 반도체 기판 업계의 '고객 맞춤형'으로 변화하고 있다고 전했다. 또, 황 상무는 "과거에는 칩 자체를 얼마나 잘 만드느냐가 중요했지만, 최근엔 잘 만들어진 제품을 어떻게 조합해서 좋은 제품 제품을 구성하느냐가 중요해졌다"면서 "회로 패턴이 미세화되고, 기판 면적도 커지고 층수도 늘어나는 등 반도체 기술뿐 아니라 반도체기판의 기술 고도화도 요구되고 있다"고 말했다. 삼성전기는 A4용지 두께의 10분의 1 수준인 10마이크로미터(㎛) 수준의 비아(층과 층을 수직으로 연결하는 작은 구멍)를 구현할 수 있다.

이는 세계 최고 수준의 미세 비아 형성 기술로 통한다.

한편, 시장조사업체인 프리스마크에 따르면 반도체기판 시장 규모는 올해 4조8000억원에서 2028년 8조원으로 연평균 약 14%로 지속 성장할 것으로 예상된다.

특히, △5세대(5G) 안테나 △ARM CPU △서버·전장·네트워크 등 분야가 시장 성장을 견인할 것으로 예상된다. [e-mail] 김준석 기자