삼성전기 "하이엔드 반도체 기판에 집중"

2년내 FCBGA 비중 50% 넘길것
서버·자율주행 주축 AI수요 대응
1.9조 투자 베트남 등에 양산시설

황치원 삼성전기 패키지개발팀 상무가 지난 22일 서울 세종대로 삼성전자 기자실에서 열린 'FCBGA의 트렌드와 삼성전기의 강점' 세미나에서 삼성전기 반도체패키지기판.을 소개하고 있다. 삼성전기 제공

황치원 삼성전기 패키지개발팀 상무가 지난 22일 서울 세종대로 삼성전자 기자실에서 열린 'FCBGA의 트렌드와 삼성전기의 강점' 세미나에서 발표를 하고 있다. 삼성전기 제공

삼성전기 반도체패키지기판. 삼성전기 제공

삼성전기가 인공지능(AI) 반도체 수요가 빠르게 늘어나는 것과 맞물려 고성능 FCBGA(플립칩 볼그리드 어레이) 제품 비중을 2026년까지 50% 이상으로 확대한다는 목표를 제시했다.

황치원 삼성전기 패키지개발팀 상무는 지난 22일 서울 세종대로 삼성전자 기자실에서 'FCBGA의 트렌드와 삼성전기의 강점' 세미나를 갖고 "클라우드 시장 성장에 따른 고성능 서버와 네트워크, 자율주행 등 하이엔드 반도체기판 시장에 집중할 것"이라며 이 같이 밝혔다.

서버용 FCBGA는 반도체 기판 중 가장 기술 난도가 높은 제품으로, 전 세계에서 하이엔드급 서버용 기판을 양산하는 글로벌 업체는 일부 업체에 불과하다. 서버용 CPU·GPU는 연산처리능력과 연결 신호 속도 향상 등 고성능화에 대응하기 위해 하나의 기판 위에 여러 반도체 칩을 한꺼번에 실장해야 한다.

이에 서버용 FCBGA는 일반 PC용 FCBGA보다 기판 면적이 4배 이상 크고, 층수도 20층 이상으로 2배 이상 많다. 그만큼 기판의 대형화와 고다층에 따른 제품 신뢰성·생산 수율을 높이기 위한 제조 기술 확보와 전용 설비 구축 등 후발업체 진입이 어려운 분야라는 게 황 상무 설명이다.

삼성전기는 반도체기판 분야에서 초격차 기술력을 유지하기 위해 투자금액 1조9000억원에 달하는 대규모 투자를 통해 부산과 베트남 신공장을 첨단 하이엔드 제품 양산기지로 운영하고 있다. 황 상무는 "베트남 공장에 대면적·고다층 기판을 위한 전용 자동화 라인을 구축했다"며 "자동화 물류 시스템 등 스마트 팩토리 시스템을 적용해 미래기술 선점과 차별화된 경쟁력 확보에 나서고 있다"고 말했다.

FCBGA는 고집적 반도체 칩과 기판을 플립칩 범프로 연결하며 전기·열적 특성을 높인 패키지기판이다. 주로 PC, 서버, 네트워크, 자동차용 CPU(중앙처리장치), GPU(그래픽 처리 장치)에 사용된다.

전자기기의 기능이 많아질수록 필요한 부품도 많아지고, 회로도 많이 필요해 복잡해진다. 특히 한정된 기판 면적 안에 많은 길(회로)을 만들어야 하기 때문에 한 면으로는 부족해 여러 층으로 만들어야 한다. 층간에도 회로를 연결해야 해 구멍(비아, Via)을 뚫는데 일반적으로 80㎛(마이크로미터) 크기의 면적 안에 50㎛의 구멍을 오차 없이 뚫어야 하기 때문에 정교한 가공 기술력이 필요하다.

삼성전기는 A4용지 두께의 10분의1 수준의 10㎛ 수준의 비아를 구현할 수 있어 세계 최고 수준의 미세 비아 형성 기술을 가지고 있다고 황 상무는 자신했다.

황 상무는 과거엔 칩 자체를 얼마나 잘 만드느냐가 중요했지만, 최근엔 잘 만들어진 제품을 어떻게 조합해서 좋은 제품 제품을 구성하느냐가 중요해졌다고 강조했다. 패키지 전체의 성능을 끌어올리기 위해 여러 반도체 칩을 반도체기판 위에 올려 기능을 향상시킨 멀티 패키지 형태의 제품들이 나오고 있는데, 이 과정에서 기판 면적도 커지고 층수도 늘어나는 등 반도체기판의 기술 고도화가 요구되고 있다.

시장조사업체인 프리스마크에 따르면 반도체기판 시장 규모는 올해 4조8000억원에서 2028년 8조원으로 연평균 약 14%로 지속 성장할 것으로 예상된다. 특히 5G 안테나, ARM CPU, 서버·전장·네트워크와 같은 산업·전장 분야를 주축으로 시장 성장이 전망된다.

황 상무는 "빅데이터와 AI에 적용되는 FCBGA는 대형화, 층수 확대, 미세 회로 구현, 소재 융복합화 등 높은 기술이 요구된다"며 "AI 기술 등에 의한 고성능 반도체 수요가 늘어나면서 FCBGA 수요도 증가할 것으로 전망된다. 국내 최초 서버용 FCBGA 양산 업체로 차세대 기판 개발과 반도체기판 사업 경쟁력 강화에 집중하고 있다"고 밝혔다.

장우진기자 jwj17@dt.co.kr