전세계 반도체 핵심된 이 기술...삼성·LG ‘최고 제품’ 뽐낸다 [르포]

‘국제PCB 및 반도체패키징산업전(KPCA 2023)’가 6일 인천 송도컨벤시아에서 개최됐다. [사진=안서진 기자]

“5G, 인공지능(AI), 클라우드 등 고성능 산업·전장용 하이엔드 기판 제품을 중심으로 수요가 날로 증가하고 있습니다.”

6일 개막한 ‘국제PCB 및 반도체패키징산업전(KPCA 2023)’에서는 글로벌 반도체 패키지 기판 FC-BGA(플립칩-볼그레드어레이) 시장의 성장세를 묻는 질문이 쏟아졌다. 국내에서는 삼성전기와 LG이노텍이 주도하는 FC-BGA 시장 전망에 대해 양사는 각각 자사 기술 경쟁력을 내세워 “전망이 밝다”고 강조했다.

올해 20회를 맞는 ‘KPCA’는 한국PCB 및 반도체패키징산업협회 (KPCA)가 주최하는 국내 최대 규모 PCB 및 반도체패키징 전문 전시회로, 국내외 180여개 업체가 참가해 최신 기술 동향을 선보이는 자리다. 올해 KPCA는 6일부터 8일까지 3일까지 인천 송도컨벤시아에서 열린다.

국내 양대 전자부품업체 삼성전기와 LG이노텍은 ‘KPCA 2023’에 나란히 참가해 FC-BGA 등 첨단 제품을 공개했다.

FC-BGA는 반도체칩과 기판을 연결한 인쇄회로기판(PCB) 일종이다. 고부가기판인 만큼 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU) 등 첨단 반도체 패키징에 주로 활용된다.

삼성전기 부스의 모습. [사진=안서진 기자]

올해 삼성전기 부스에서 가장 눈길을 끈건 서버용 FC-BGA다. 삼성전기가 전시한 서버용 FC-BGA는 신호를 고속으로 처리하기 위해 제품 크기(면적)는 일반 FCBGA의 4배, 내부 층수는 2배인 20층 이상을 구현했다.

FC-BGA 중에서도 서버용 제품의 기술 난이도가 가장 높다. PC용에 비해 고다층, 대면적, 후판을 특징으로 하는 만큼 제조 난이도가 높기 때문이다. 삼성전기는 국내에서 유일하게 서버용 FC-BGA를 양산하는 기업이다.

삼성전기 관계자는 “서버용 FC-BGA는 가장 고성능 반도체로 대면적·고다층·초슬림 반도체 기판을 특징으로 한다”며 “이번에 전시된 서버용 FC-BGA 역시 고성능 반도체로 신호를 빠르게 처리하는 데 특화된 제품”이라고 설명했다.

이외에도 코어리스 공법을 적용해 기존 제품보다 두께를 50% 줄인 제품인 플립칩 칩 스케일 패키지(FC-CSP), 반도체 기판 안에 여러 개의 반도체 칩과 적층세라믹캐패시터(MLCC) 등 수동 부품을 내장시킨 시스템인패키지(SiP), 차세대 패키지 기판 플랫폼으로 시스템 온 서브스트레이(SoS) 등이 전시돼 관람객들의 눈길을 끌었다.

LG이노텍 부스의 모습. [사진=안서진 기자]

이날 업계 후발 주자인 LG이노텍도 FC-BGA를 부스 중앙에 마련하고 자사 제품과 기술력 알리기에 적극 나섰다.

LG이노텍이 신성장 동력으로 낙점하고 뛰어든 FC-BGA는 미세 패터닝, 초소형 비아(Via·회로연결구멍) 가공기술 등 독자적인 반도체용 기판 구현 기술이 적용돼 높은 회로 집적도를 자랑한다. 모바일 기기용 반도체 기판인 FC-CSP 보다 면적과 층수를 확대한 것이 특징이다.

LG이노텍 관계자는 “최근 인공지능(AI), 클라우드 등이 대세다보니 PC, 서버, 통신 쪽 애플리케이션에 쓰이는 기판 수요가 증가하고 있다”며 “아무래도 업계 후발주자이긴 하지만 LG의 노하우와 기술력을 바탕으로 인프라 구축, 기술력 개발에 힘쓰고 있다”고 설명했다.

올해 LG이노텍은 ‘패키지 서브스트레이트(Package Substrate)’, ‘테이프 서브스트레이트(Tape Substrate)’ 등 혁신 기판 제품도 선보였다.

특히 FC-BGA 전시 공간에서 미세 패터닝, 초소형 비아 가공 기술, 기판의 면적 확대로 발생할 수 있는 ‘휨 현상(제조 과정에서 열과 압력 등으로 기판이 휘는 현상)’을 최소화하는 기술 등 독자적인 반도체용 기판 구현 기술을 소개해 눈길을 끌었다.

LG이노텍 관계자는 “올해 반도체 업계가 전반적으로 불황이었지만 바닥을 다지고 있는 만큼 내년 전망은 밝은 편”이라며 “기존 반도체용 기판을 개발한 경력과 노하루를 바탕으로 패키징 시장에서 고속 성장해나갈 것”이라고 말했다.