'100㎜·유리' 차세대 기판 뜬다…삼성전기·LG이노텍 AI 시장 정조준(종합)

(서울=뉴스1) 황진중 기자 = 삼성전기(009150)와 LG이노텍(011070)이 차세대 반도체 패키지기판 기술을 앞세워 인공지능(AI) 반도체용 고부가 기판 시장 공략에 나선다.

삼성전기와 LG이노텍은 오는 11일까지 인천 송도컨벤시아에서 열리는 국제 반도체 기판 첨단 패키징 산업전(KPCA 2026)에 참가한다고 9일 밝혔다. 올해 23회째를 맞은 국내 최대 규모 PCB·반도체 패키징 전문 전시회로 국내외 350여개 기업이 참가한다.

삼성전기는 2.5D·2.1D 패키지기판과 유리기판 등을 전시, 차세대 패키지 기술력을 과시할 예정이다. LG이노텍은 AI 가속기용 대면적 플립칩-볼그리드어레이(FC-BGA)를 처음 공개한다.

삼성전기는 2.5D 패키지기판, 2.1D 패키지기판, 유리기판 △자동차용 FC-BGA, UTCSP(Ultra Thin Chip Scale Package) 기판 등 5개 품목을 전시한다.

반도체 패키지기판은 고집적 반도체 칩과 메인보드를 연결해 전기 신호와 전력을 전달하는 부품이다. AI 가속기와 서버용 중앙처리장치(CPU)의 성능이 높아지면서 반도체의 성능과 전력 효율, 신호 안정성에 미치는 영향이 커지고 있다.

삼성전기는 대면적·고다층 기판에서 발생할 수 있는 휨을 줄이고 고속 신호 전달과 고밀도 연결을 구현하는 AI 가속기용 2.5D 패키지기판 기술을 선보인다. 실리콘 인터포저 없이 반도체 칩을 직접 연결할 수 있는 2.1D 패키지기판 기술도 내놓는다.

유리기판은 코어 소재에 유리를 적용해 기판의 휨을 줄이고 층수를 낮추면서 신호 특성과 전력 효율을 확보하는 기술이다. 삼성전기는 유리 소재에 미세한 연결 통로를 만든 뒤 금속으로 채우는 기술과 표면을 정밀하게 가공하는 기술 등을 공개한다.

UTCSP 기판은 기판 두께를 줄이는 '코어리스'(Coreless) 구조와 미세 '본드 핑거'(Bond Finger) 기술을 적용해 데이터센터와 모바일 기기의 고집적·슬림화 요구에 맞춘 제품이다. 노트북·태블릿용 CPU 등에 적용되는 UTC(Ultra Thin Core) 패키지기판과 스마트폰용 '코패키지'(Co-Package) 기판을 함께 전시한다.

자동차용 패키지기판은 고온·고습과 반복적인 온도 변화에서도 안정적으로 작동할 수 있는 높은 신뢰성이 요구된다. 삼성전기는 멀티칩 구조를 포함한 고기능 기판 기술과 신뢰성 확보 기술을 바탕으로 자율주행용 패키지기판 경쟁력을 강화하고 있다.

주혁 삼성전기 패키지솔루션사업부장 부사장은 "AI 가속기와 서버, 자율주행 등 고성능 반도체 시장이 성장하면서 패키지기판의 역할과 기술 난도도 빠르게 높아지고 있다"며 "대면적·고다층·초미세회로 기술과 차세대 패키징 기술을 고도화해 하이엔드 반도체 패키지기판 시장에 대응하겠다"고 말했다.

LG이노텍이 처음 공개하는 AI 가속기용 FC-BGA는 한 변의 길이가 100㎜를 넘는 대면적 기판이다. 지난 50여년간 기판 사업을 통해 축적한 초미세 회로 구현과 고다층화 기술을 적용했다.

그래픽처리장치(GPU)와 신경망처리장치(NPU) 등 AI 가속기에는 일반 제품보다 많은 회로와 부품을 탑재해야 해 높은 회로 집적도와 대면적 설계 기술이 요구된다. LG이노텍은 AI 가속기를 비롯한 AI 학습·추론용 고부가 FC-BGA를 2027년 양산한다는 목표다.

가로·세로 85㎜ FC-BGA 대면적 기판과 이보다 면적을 약 40% 확대한 초대면적 FC-BGA 기판 샘플도 전시한다.

차세대 패키징 기술인 '칩 임베딩'(Chip Embedding)과 유리기판을 함께 소개한다. 칩 임베딩은 기판 내부에 칩을 넣어 연결 거리를 최소화하는 기술로 신호 전달 성능을 높이고 전력 손실을 줄일 수 있다. 기판 내부 코어층을 유리로 대체해 휨과 회로 왜곡을 줄이는 유리기판은 2028년 양산을 목표로 개발하고 있다.

패키지 서브스트레이트 분야에서는 무선주파수 시스템인패키지(RF-SiP) 기판과 고성능 메모리용 FC-CSP 기판, 초미세 구리 기둥을 활용해 기판과 메인보드를 연결하는 'Cu-Post' 공법을 선보인다.

테이프 서브스트레이트 분야에서는 디스플레이용 COF(Chip on Film), 2-Metal COF와 스마트 IC 기판 '에코노바'(ECONOVA)를 전시한다. 에코노바는 팔라듐과 금 등 귀금속 도금 공정 없이 고성능을 구현할 수 있는 친환경 신소재를 적용한 제품으로 유럽 시장을 겨냥했다.

LG이노텍은 패키지설루션사업을 2031년 영업이익 1조 원 규모로 육성한다는 계획이다. 조지태 LG이노텍 패키지설루션사업부장 전무는 "이번 전시는 LG이노텍의 기판이 AI, 스마트폰, 모빌리티 등 다양한 산업과 일상에서 어떻게 활용되는지 직관적으로 확인할 수 있을 것"이라며 "혁신 제품을 앞세워 기판 시장의 패러다임을 바꿔나갈 것"이라고 말했다.

jin@news1.kr