[현장] KPCA Show 가득 채운 'AI 기판'…대면적·유리기판 경쟁 본격화

삼성전기, 2.5D·2.1D·유리기판 전면 배치…AI 가속기 고성능화 대응
LG이노텍, 100mm 넘는 AI용 FC-BGA 첫 공개…2027년 양산 목표
AI 칩 대형화에 휨·신호손실 해소가 관건…차세대 유리기판 개발 경쟁

10일 인천 송도컨벤시아에서 열린 'KPCA Show(국제 반도체 기판 및 첨단 패키징 산업전) 2026' 삼성전기 부스 모습. [출처=신승훈 기자]

인공지능(AI) 가속기와 데이터센터 시장이 빠르게 커지면서 반도체 패키지기판 경쟁의 무게중심도 '대면적·유리기판'으로 이동하고 있다.

10일 인천 송도컨벤시아에서 열린 'KPCA Show(국제 반도체 기판 및 첨단 패키징 산업전) 2026' 현장에서도 삼성전기와 LG이노텍은 AI용 차세대 기판 기술을 전면에 내세우며 기술 경쟁을 본격화했다.

AI 가속기는 GPU·NPU와 고성능 메모리 등 여러 칩을 하나의 패키지에 집적하는 만큼 기존 반도체보다 기판 면적이 커지고 연결해야 할 회로도 급증한다. 이에 대면적 기판의 휨을 억제하면서 미세회로와 고밀도 연결을 구현하는 기술력이 패키지기판 경쟁력을 좌우하고 있다.

삼성전기는 이번 전시에서 2.5D·2.1D 패키지기판과 유리기판, 자동차용 FCBGA, UTCSP 등 5개 제품군을 선보였다. 특히 AI 가속기용 고성능 패키징 기술에 상당한 비중을 뒀다.

10일 인천 송도컨벤시아에서 열린 'KPCA Show 2026' 삼성전기 부스에 AI 인프라용 임베딩 구조와 유리 코어 구조 등 차세대 반도체 패키지기판 기술이 전시돼 있다. [출처=신승훈 기자]

2.5D 패키지기판은 대면적·고다층 구조에서도 기판의 휨을 줄이고 고속 신호 전달과 고밀도 연결을 구현하는 데 초점을 맞췄다. 2.1D 기판은 실리콘 인터포저 없이 칩 간 연결을 구현하는 방식으로, 미세회로와 고밀도 연결 기술을 통해 AI 반도체의 집적도를 높이는 것이 특징이다.

삼성전기 관계자는 "AI 반도체의 고성능화와 대형화가 진행될수록 유리기판의 효율성이 더욱 부각될 것"이라고 말했다. 기존 유기 소재보다 강성과 치수 안정성이 높아 대형 기판의 휨을 줄일 수 있고 기판 층수를 낮추면서도 신호 특성과 전력 효율을 확보할 수 있다는 설명이다.

삼성전기는 유리 소재에 미세한 연결 통로를 만들고 금속을 채우는 기술과 표면 정밀 가공 기술 등을 확보하며 차세대 유리기판 경쟁력 강화에 나서고 있다.

10일 인천 송도컨벤시아에서 열린 'KPCA Show(국제 반도체 기판 및 첨단 패키징 산업전) 2026' LG이노텍 부스 모습. [출처=신승훈 기자]

◆유리기판·칩 임베딩까지 차세대 기술 경쟁…기판 사업 확대 속도

LG이노텍 역시 AI를 기판 사업의 핵심 성장축으로 내세웠다. 이번 전시에서는 한 변의 길이가 100mm를 넘는 AI 가속기용 FC-BGA를 처음 공개했다.

일반 FC-BGA보다 더 많은 회로와 부품을 탑재해야 하는 AI 가속기 특성에 맞춰 초미세회로와 고다층, 대면적 설계 기술을 적용했다. 가로·세로 85mm 대면적 제품과 이보다 면적이 약 40% 큰 초대면적 FC-BGA 샘플도 함께 전시했다.

LG이노텍은 AI 학습·추론용 고부가 FC-BGA를 2027년 양산한다는 목표다. LG이노텍 관계자는 "AI 시장 확대에 대응하기 위해 패키지기판 사업의 외형과 적용처를 함께 넓히는 것이 중요하다"고 강조했다. 기존 스마트폰 중심의 기판 경쟁력을 AI 가속기와 데이터센터 등 고부가 영역으로 확장한다는 얘기다. 

차세대 기술로는 칩 임베딩과 유리기판을 제시했다. 칩 임베딩은 칩을 기판 표면이 아닌 내부에 배치해 연결 거리를 줄이는 기술로 신호 전달 성능을 높이고 전력 손실을 줄일 수 있다. LG이노텍은 유리기판의 경우 2028년 양산을 목표로 개발을 진행하고 있다.

LG이노텍의 AI 가속기용 FC-BGA [출처=신승훈 기자]

AI 시대 패키지기판 경쟁은 반도체 성능과 전력 효율, 신호 안정성을 좌우하는 핵심 기술 경쟁으로 확장되고 있다. AI 반도체의 성능이 높아질수록 기판이 처리해야 할 데이터와 전력량이 늘어나면서 대면적·초미세회로 구현은 물론 휨과 발열, 신호 손실까지 동시에 해결해야 하기 때문이다.

삼성전기가 2.5D·2.1D와 유리기판을 통해 차세대 패키징 기술을 폭넓게 가져가는 반면, LG이노텍은 초대면적 FC-BGA 양산과 유리기판 개발을 병행하며 AI 시장 진입에 속도를 내고 있다.

AI 가속기와 서버 시장을 둘러싼 경쟁이 메모리와 파운드리를 넘어 패키징까지 확대되면서 국내 부품업계의 다음 승부처도 '얼마나 크고 정밀한 기판을 안정적으로 만들 수 있느냐'에 맞춰질 전망이다.