물 들어온 AI반도체 시장....“HBM 다음 게임체인저 유리기판 잡아라”

고성능·저전력 다 갖춘 꿈의 기판

최태원(가운데) SK그룹 회장이 3일(현지시간) 미국 조지아주 커빙턴시에 위치한 앱솔릭스를 찾아 세계 최초 글라스 기판 양산 공장을 둘러보며 사업 현황을 점검하고 있다. SK그룹 제공

인공지능(AI) 열풍으로 고성능 반도체 수요가 급증하면서 유리 기판(글라스 기판) 시장이 업계의 뜨거운 관심을 받고 있다. 7월 초 최태원 SK그룹 회장이 미국 출장에서 SKC 자회사 앱솔릭스의 유리 기판 양산 공장을 찾으며 하반기 세계 첫 상용화를 예고하자 주식 시장에서 국내 유리 기판 관련 종목에 불이 붙었다.

15일 한국거래소에 따르면 SKC는 15만4,500원으로 거래를 마쳤다. SKC의 본업인 이차전지 소재, 화학 사업의 부진으로 6분기 연속 적자 행진 중이지만 유리 기판 시장에서 유리한 위치를 차지할 수 있다는 기대감으로 주가는 연초(1월 2일 8만8,800원) 대비 두 배가량 올랐다. 국내 유리 기판 소재·장비 기업인 HB테크놀러지(1월 2,425원→7월 12일 3,725원), 필옵틱스(9,210원→2만1,550원), 와이씨켐(1만1,760원→2만1,500원), 제이앤티씨(1만2,180원→2만5,700원) 등의 주가도 연초보다 50~200%가량 올랐다.

유리 기판은 반도체 시장의 기본 값으로 불리는 플라스틱(레진) 기판을 유리로 바꾼 차세대 기판이다. 플라스틱보다 표면이 매끄러워 더 가는 선폭으로 많은 회로를 넣을 수 있고 그만큼 기판 내부에 반도체 소자를 더 많이 넣을 수 있다. 특히 플라스틱 기판과 칩 사이에 중간층 역할을 하는 인터포저가 필요 없어 두께를 기존보다 25% 이상 얇게 만들 수 있다. 열에 강해 고온에서 휨 현상도 없다. 유리 기판 속도는 플라스틱 기판 대비 40% 빠르고 전력 소비량과 생산 기간도 절반 이상 줄일 수 있는 것으로 알려졌다. 반도체 효율은 그만큼 높아진다. AI 반도체가 각광받으며 막대한 전력량이 필요해지자 반도체 시장의 게임 체인저로 떠올랐다.

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인텔부터 삼성·SK·LG까지 유리기판 출사표

그래픽=신동준 기자

유리 기판의 가능성을 처음 꺼낸 건 미국의 반도체 기업 인텔이다. 지난해 인텔은 10억 달러(약 1조4,000억 원)를 투자해 2030년 이전까지 유리 기판 설루션을 적용한다는 계획을 밝혔다. AMD는 외부 공급망을 통해 유리 기판 도입을 추진 중이다. 시장 성장성도 높다. 글로벌 시장조사기관 더인사이트파트너스에 따르면 세계 유리 기판 시장 규모는 올해 2,300만 달러(약 315억 원)에서 연평균 약 5.9%씩 성장해 2034년에는 42억 달러(약 5조7,860억 원)로 커질 전망이다.

국내 기업들은 일찌감치 유리 기판 시장 확대를 준비해왔다. 가장 앞서 있는 기업은 SK의 자회사 SKC다. 2022년 미국 조지아주 커빙턴에서 약 3,000억 원을 투자한 SKC의 미국 자회사 앱솔릭스는 최근 1공장을 완공해 시제품 양산에 나섰다. 하반기 고객사 테스트를 통과하면 세계 첫 유리 기판 상용화가 이뤄질 전망이다. 삼성전기도 올해 초 세계 최대 가전·정보기술(IT) 박람회 'CES 2024'에서 내년 시제품 양산을 마무리하고 2026년 양산을 시작한다는 계획을 밝혔다. LG이노텍도 3월 정기 주주총회에서 "주요 고객이 북미 반도체 회사인데 그 회사가 유리 기판에 관심이 많아 준비하고 있다"(문혁수 대표)며 사업 진출을 공식화했다.

반도체 업계 관계자는 "유리라는 소재 특성상 외부 충격에 쉽게 깨질 수 있어 수율(제조품 중 양품 비율)을 어느 기업이 더 빠르게 잡느냐가 시장 선점의 관건이 될 것"이라며 "높은 제조 단가도 해결해야 할 숙제"라고 말했다.

이윤주 기자 misslee@hankookilbo.com