삼성전기가 점찍은 ‘실리콘 커패시터’…대만 PSMC도 출사표

PSMC, 인텔 첨단 패키징용 부품 인증 확보
삼성전기 차세대 먹거리 시장에 도전장

인공지능(AI) 반도체 경쟁의 무대가 고대역폭메모리(HBM)와 그래픽처리장치(GPU)를 넘어 칩 부품까지 확대되는 가운데, 삼성전기가 신성장 사업으로 노리는 '실리콘 커패시터' 시장에 대만 파워칩세미컨덕터(PSMC)가 도전장을 내밀었다.

이 시장은 일본 무라타와 미국 비쉐이, 대만 TSMC 등이 시장의 과반 이상을 차지하는 가운데, AI로 인해 시장이 빠르게 성장하면서 삼성전기 등 후발주자들도 도전장을 내밀고 있다.

19일 트렌드포스에 따르면 대만 파워칩세미컨덕터(PSMC)는 인텔의 첨단 패키징 기술인 'EMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge)'에 적용되는 실리콘 커패시터 관련 인증을 확보한 것으로 알려졌다.

PSMC는 12인치 웨이퍼 기반 실리콘 커패시터 생산 확대를 추진하며 2027년 월 1만장 수준의 생산 능력 확보를 목표로 하고 있다. 인텔 첨단 패키징 생태계 내 활용 가능성이 주목되면서 관련 부품 시장 경쟁도 확대될 것으로 예상된다.

실리콘 커패시터는 실리콘 웨이퍼 위에 얇은 유전체(절연체)와 전극층을 증착해 만드는 초소형 전자부품이다. 기존 적층세라믹커패시터(MLCC)와 비교해 두께가 얇고 전기적 저항이 낮아 고주파 환경에서 발생하는 노이즈를 줄이고 안정적인 전력 공급을 돕는다.

특히 AI 가속기와 고성능컴퓨팅(HPC) 시스템은 연산 성능이 높아질수록 순간적인 전력 변동 문제가 커지고 있다. 이에 따라 반도체 패키지 내부나 칩과 가까운 위치에 탑재할 수 있는 실리콘 커패시터가 AI 반도체 성능과 안정성을 뒷받침하는 핵심 부품으로 주목받고 있다.

시장 성장성이 커지면서 글로벌 부품 업체 간 경쟁도 본격화할 전망이다.

실리콘 커패시터 시장은 높은 수준의 반도체 공정 기술과 고객 인증 역량이 요구돼 진입 장벽이 높은 분야로 꼽힌다. 그동안 반도체 제조 기술을 활용하는 대만 TSMC와 고성능 전자부품 분야 강자인 일본 무라타 등이 관련 기술 경쟁력을 확보해왔다.

여기에 최근에는 삼성전기와 PSMC가 시장 확대에 나서면서 AI 반도체용 전력 안정화 부품 시장을 둘러싼 경쟁 구도도 넓어지고 있다.

앞서 지난달 삼성전기는 실리콘 커패시터를 차세대 성장동력으로 점찍고 시장 공략에 나섰다고 밝혔다. 삼성전기는 2024년 말 실리콘 커패시터 양산을 시작한 데 이어 지난달 미국 빅테크 기업과 1조5570억원 규모의 공급 계약을 체결하며 사업 확대 기반을 마련하기도 했다.

회사는 기존 MLCC 사업에서 축적한 소재·공정 기술과 반도체 패키지 기판 사업 역량을 바탕으로 실리콘 커패시터 경쟁력을 강화한다는 전략이다. MLCC와 패키지 기판, 실리콘 커패시터를 함께 공급할 수 있는 '토털 솔루션' 역량을 앞세워 AI 반도체 부품 시장에서 입지를 넓힌다는 계획이다.

김원기 삼성전기 실리콘 커패시터 그룹장은 지난달 열린 기술 세미나에서 "AI 인프라 투자 확대로 실리콘 커패시터를 활용한 전력 안정화 솔루션의 중요성이 커지고 있다"며 "고용량·다기능 제품군을 확장하고 글로벌 고객사를 다변화해 시장 점유율을 키워 나갈 것"이라고 밝혔다.

시장조사업체 모도르 인텔리전스에 따르면 실리콘 커패시터 시장은 올해 23억달러(약 3조5000억원)에서 2031년 32억4000만달러(약 5조원)로 성장할 것으로 전망된다.

한편 PSMC는 실리콘 커패시터 외에도 AI 반도체 관련 공급망 확대를 추진하고 있다. 프랭크 황 PSMC 회장은 대만 중앙통신(CNA)을 통해 전력관리반도체(PMIC)와 질화갈륨(GaN) 제품을 통해 PSMC가 엔비디아 공급망에 간접적으로 진입했다고 밝혔다.

이상현 기자 ishsy@dt.co.kr

삼성전기 실리콘 커패시터 모형. 삼성전기 제공