“연평균 18% 이상 성장” 삼성전기 新 효자·반도체 필수품 ‘실리콘 캐패시터’

삼성전기 신성장 동력 ‘실리콘 캐패시터’
‘전기 쿠션’ 역할, AI 데이터센터 등에 필수
최근 1조5000억 규모 공급계약 체결
MLCC·ABF 기판·실리콘 캐패시터
삼성전기 수혜 3대 축, 더 강력해져

삼성전기의 실리콘 캐패시터[삼성전기 제공]

김원기 삼성전기 실리콘캐패시터 개발 그룹장이 11일 오전 기술설명회에서 실리콘 캐패시터의 기술을 설명하고 있다. [삼성전기 제공]

[헤럴드경제=박지영 기자] “실리콘 캐퍼시터 시장은 빠르게 커지고 있습니다. 실리콘 캐퍼시터 공급사도 많지 않습니다. 삼성전기는 실리콘 캐퍼시터부터 MLCC(적층세라믹커패시터), 패키지 기판까지 유일한 토탈 설루션 공급 역량을 갖추고 있습니다.”(김원기 삼성전기 실리콘 캐패시터 그룹장)

삼성전기는 AI 인프라 시장을 공략하기 위해 ‘실리콘 캐패시터’를 신성장 동력으로 육성해왔다. 그리고 지난 5월, 삼성전기는 글로벌 빅테크 기업과 2027년부터 2년간 약 1조5000억원 규모의 실리콘 캐패시터 공급 계약을 체결하는 성과를 거뒀다. 삼성전기는 11일 오전 기술설명회를 열고 미래 성장축인 실리콘 캐패시터의 원리와 사업 개요 등을 설명하는 시간을 가졌다.

‘캐패시터’란 전기회로에서 내부 전력을 안정적으로 유지해주는 부품이다. 갑자기 과한 전류가 들어가거나 갑자기 약한 전류가 들어가면 전자기기가 제대로 작동되지 않는다. 캐패시터는 전기를 물탱크나 댐처럼 저장해놨다 필요할땐 전기를 내주고 넘치면 저장해서 전자기기를 보호해주는 전기 쿠션 역할을 한다.

‘실리콘’ 캐패시터는 실리콘 웨이퍼 기반 반도체 공정을 통해 제조되는 캐패시터다. MLCC와 용도는 비슷하나 MLCC보다 두께가 얇아 반도체 패키지 내부에 탑재하기 좋다. MLCC 대비 작은 면적 안에서 높은 전기 용량을 구현하는 것도 장점이다.

최근 미세공정이 한계에 부딪히면서 기판 위에 GPU(그래픽처리장치)·HBM(고대역폭메모리) 등을 배치해 하나의 칩처럼 만드는 방식이 주를 이루고 있다.

실리콘 캐패시터는 MLCC보다 얇아 작은 패키지나 고밀도 집적화가 가능하다. 응용처에 따라 반도체 기판 아래, 반도체 패키지 내부 등 적용이 가능해 고객사 설계 자유도도 높다.

특히 AI 서버용 패키지는 일반 PC용 대비 면적이 크고, 층수가 증가함에 따라 전력 공급 안정성과 신호 무결성 확보가 핵심 경쟁력으로 꼽힌다.

실리콘 캐패시터는 MLCC 대비 100배 이상 낮은 저항(ESL)으로 고성능 CPU·GPU에서 발생하는 신호전달 손실을 최소화하고, 노이즈를 효과적으로 제거해 고주파 영역에서도 반도체가 안정적으로 동작할 수 있게 도와준다.

이 때문에 AI서버, 자율주행차, 고성능 의료장비, 항공우주 장비 등 고신뢰성, 고속 응답성 제품에 사용되는 등 활용처가 넓어지고 있다.

실리콘 캐패시터 시장
5년간 연평균 성장률 18% 예측
삼성전기, MLCC·기판까지
유일하게 토탈 설루션 제공

김원기 그룹장은 “초기에는 MLCC와 실리콘 캐패시터가 시장 잠식하지 않을까라는 걱정이 있었지만, 오히려 상호보완적인 역할을 하며 전체 시장 규모를 늘리는데 일조하고 있다”고 설명했다.

이어 “최근 전압과 용량이 높아진 AI 데이터 센터 시장이 크게 확장되고 있고, 오토모티브(자율주행 등)와 피지컬 AI 등이 차세대 시장인데 이 시장에서는 MLCC보다 고주파에서 안정성이 더 높은 실리콘 캐패시터가 적극적으로 사용될 가능성이 크다”고 전망했다.

AI 인프라 투자가 확대되면서 전력 안정화 설루션의 중요성이 커지면서, 실리콘 캐패시터 시장은 2026년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 18%에 달할 것으로 예상된다.

삼성전기의 실리콘 캐패시터. 박지영 기자.

특히 삼성전기는 MLCC·패키지 기판을 함께 공급할 수 있는 유일한 공급사로, AI 데이터센터 핵심 부품을 한 번에 공급할 수 있는 토탈 설루션 공급 역량을 갖추고 있다.

품질 보증 측면에서도 차별화된 경쟁력을 갖췄다. 기존 MLCC의 품질보증 시스템을 기반으로 웨이퍼 레벨이 아닌 단품 상태의 캐패시터를 개별적으로 정밀 검사할 수 있는 테스터 설비를 자체 개발해 업계 최고 수준의 고신뢰성 품질 평가 체계를 구축했다.

김 그룹장은 “최종 고객사 입장에서는 실리콘 캐패시터, 패키지 기판까지 하나의 패키지(번들)로 제공받을 수 있어 개발 시간을 단축할 수 있다. 원하는대로 커스터마이징(주문 제작)도 가능하다. 제품 기획에서 실제 시장 출시까지 걸리는 시간을 줄여줄 수 있다는 게 삼성전기의 가장 큰 장점”이라고 강조했다.

박강호 대신증권 연구원은 “실리콘 캐패시터는 기존 사업과 달리 (공장이 없는) 팹리스로 투자 부담이 적은 동시에 다른 제품 대비 수익성이 높은 것을 추정된다”며 “삼성전기의 밸류에이션 재평가에 추가 요인이 된다”고 강조했다. 삼성전기는 실리콘 캐패시터를 설계, 테스트하며 생산은 외부 업체에 맡기고 있다.