SKC가 지난 1월 미국 라스베이거스에서 열린 ‘CES 2025’에서 반도체 유리기판 시제품을 전시했다./SKC


반도체 유리기판이 인공지능(AI) 시대에 기술적 한계에 다다른 패키징 영역의 문제를 해결할 수 있는 핵심 소재로 주목받고 있습니다. 삼성전자·TSMC·인텔·AMD 등 주요 반도체 제조 기업들은 집적도를 높이려 패키징 기판에 유리 소재 접목을 검토 중입니다. ‘게임 체인저’로 불리는 반도체 유리기판을 사용해 AI 칩 효율을 높이겠다는 취지입니다. 이르면 2028년에는 유리기판이 적용된 AI 칩이 상용화 단계에 접어들 수 있을 것이라는 전 야마토게임무료다운받기 망도 나옵니다.
반도체 유리기판 제조 기업들은 ‘양산 체제’ 구축 절차를 본격화하고 있는 것으로 파악됩니다. 국내에서는 SKC(자회사 앱솔릭스)·삼성전기·LG이노텍이 반도체 유리기판 상용화에 도전장을 내밀었습니다. 다만 기업마다 현재 사업화 단계에는 차이가 있습니다. SKC가 가장 앞서 있고 삼성전기·LG이노텍이 격차를 줄이기 위해 추격하 릴박스 는 형국입니다.
14일 업계에 따르면 이르면 내년 한국 기업이 만든 반도체 유리기판의 ‘초기 양산품’이 나올 전망입니다. SKC와 삼성전기는 현재 고객사에 시제품을 보내 테스트를 진행하고 있습니다. 이 기업들은 2026~2027년에 양산 체제를 가동하고, 2027~2028년에는 본격적인 램프업(생산량 증가) 단계를 밟겠다는 계획을 세웠습니 바다이야기게임기 다. 시장조사업체 마켓앤드마켓에 따르면 이 시장은 2028년 84억달러(약 11조6000억원) 규모를 형성할 전망입니다. 2023년 71억달러(약 9조8000억원)에서 약 18% 성장이 예상됩니다.
◇ ‘반도체 유리기판’ 부상한 까닭
반도체 유리기판의 필요성은 AI 성능 향상과 함께 부각됐습니다. AI 서비스가 확산하면서 바다이야기합법 이를 구동하는 고효율·고집적·고성능 반도체가 더 많이 필요해졌습니다. AI 칩의 성능은 반도체 패키지 기판의 크기와 관련이 있습니다. 일반적으로 반도체 패키징 기판은 가로·세로 길이가 100㎜인 제품이 쓰여 왔지만, AI·서버 영역에서는 140㎜ 이상의 크기가 요구되고 있습니다. 문제는 현재 널리 사용되고 있는 플라스틱 재질(유기)의 패키징 기판은 크기가 사이다쿨 커질수록 뒤틀림이 생긴다는 점입니다. 이런 형태 변형은 반도체 성능 저하의 원인이 됩니다.
2010년대부터 연구개발(R&D)을 진행해 온 인텔은 반도체 패키징 기판의 코어층을 유리로 바꾸면 가로·세로 길이를 240㎜까지 늘릴 수 있다고 발표한 바 있습니다. 유리기판은 기존 유기 소재 대비 영률(modulus·재료의 강도와 탄성을 나타내는 물리량)이 높아 고성능 칩 구현에 적합하다는 게 인텔 측의 판단입니다.
반도체 기판은 중앙처리장치(CPU)·그래픽처리장치(GPU) 같은 고성능 칩과 기기 내부 메인보드(주기판)를 연결하는 역할을 합니다. 현재 고성능 AI 서버에 활용되는 기판인 FC-BGA의 경우 칩렛(고성능 반도체 기능을 여러 개로 쪼개 제조한 뒤 합치는 기술) 적용과 입출력(I/O) 단자 증가로 적층 수가 40층까지 확대됐습니다. 일반 PC에서 사용되는 FC-BGA는 10층 수준입니다. AI 성능을 맞추려면 이를 유기적으로 연결하는 초미세 회로를 구현해야 하는데, 유리는 유기 물질보다 표면 평탄도가 높고 낮은 열팽창 계수를 가져 유리합니다. 또 식었다가 뜨거워지기를 반복하는 AI 서버에 탑재돼도 변형되지 않는다는 특성이 반도체 유리기판이 주목받는 배경으로 꼽힙니다.



일반 FC-BGA와 서버용 FC-BGA의 구조 비교./삼성전기


반도체 유리기판은 장점이 많지만, 개발이 쉽지는 않습니다. 외부 힘에 대한 변형에 강하지만 일정 수준 이상에서는 쉽게 깨지는 ‘취성’을 지닌 소재이기 때문입니다. 이는 적층 수가 늘어난 AI 칩 제작 과정에서 잦아진 ‘드릴링’(기판마다 미세한 구멍을 뚫어 층간 전기적 신호 등을 연결) 공정에 취약하다는 의미이기도 합니다.
SKC·삼성전기·LG이노텍은 이런 유리기판의 문제를 해결하면서도 장점을 살릴 수 있는 기술 개발을 진행 중입니다. 또 유리기판 적용 분야 중에서도 시장성이 높은 FC-BGA 분야 기술 확보에 우선 집중하고 있습니다. 플라스틱 재질의 FC-BGA 코어층을 유리로 전환해 기판 면적과 적층 수를 높여 AI 시장에서 성과를 내겠다는 취지입니다.
◇ 양산 눈앞에 둔 SKC, 검증 끝낸 삼성전기, 기술 확보 나선 LG이노텍
SKC는 지난 2021년 세계 최대 반도체 장비 기업으로 꼽히는 어플라이드 머티어리얼즈와 합작사 ‘앱솔릭스’를 만들고 반도체 유리기판 시장 진출을 서두르고 있습니다. 앱솔릭스는 출범 직후 슈퍼컴퓨터용 유리기판 시제품을 공개하며 업계 이목을 사로잡기도 했습니다.
앱솔릭스는 작년 상반기 미국 조지아주에 세계 최초로 반도체 유리기판 생산 시설을 구축하며 현재 국내 기업 중 가장 상용화에 근접한 곳이란 평가를 받고 있습니다. 이곳에서 생산한 시제품을 AMD·아마존웹서비스(AWS) 등으로 보내 성능을 평가 중인 것으로 전해졌습니다.
앱솔릭스는 반도체 유리기판의 양산 시점을 내년으로 잡고 관련 절차를 진행 중입니다. 유지한 SKC 최고재무책임자(CFO)는 올 3분기 실적 발표에서 “조지아주 공장에서 이번 분기에 반도체 유리기판의 양산 샘플을 제작하고 고객사 인증 절차에 돌입했다”며 “매우 긍정적인 시뮬레이션 평가 결과를 확인한 바 있고, 고객사와 논의해 내년도 상업화를 목표로 노력하고 있다”고 말했습니다.
이달 초에는 ‘인텔 출신’ 강지호 SK하이닉스 부사장이 앱솔릭스 신임 대표로 선임됐습니다. 업계에서는 최태원 SK그룹 회장이 반도체 유리기판 사업을 직접 챙기고 있는 만큼 상용화를 조기에 달성해 시장 주도권을 확보하려는 의지가 반영된 것이라는 평가가 나옵니다.
삼성전기는 SKC의 뒤를 바짝 쫓고 있습니다. 지난달부터 일본 스미토모화학그룹과 유리기판의 핵심 소재인 글라스 코어(Glass Core) 제조를 위한 합작법인(JV) 설립을 검토하고 있습니다. 이 회사를 통해 유리기판을 2027년부터 양산한다는 목표입니다. 세종사업장에 구축한 파일럿 라인을 통해 생산한 시제품을 고객사에 보내 성능 검증 절차를 진행 중이기도 합니다. 시제품은 AMD·브로드컴 등에 보내진 것으로 전해졌습니다.
삼성전기는 유리기판 사업 강화를 위한 인사도 최근 단행했습니다. 반도체 기판을 담당하는 패키지솔루션 사업부장에 주혁 중앙연구소장(부사장)을 선임한 것입니다. 삼성전자 시스템LSI사업부·SAIT(옛 삼성종합기술원) 등을 거친 후, 2023년 말 삼성전기로 자리를 옮겨 반도체 유리기판 R&D를 주도한 주역입니다. 앞서 삼성전기는 지난 8월 인텔에서 17년 이상 경력을 쌓은 반도체 패키징 전문가 강 두안 수석엔지니어를 부사장으로 영입한 바 있습니다.



삼성전기 반도체 유리 기판 시제품./삼성전기


후발 주자인 LG이노텍은 반도체 유리기판 부문을 최고기술책임자(CTO) 산하 조직에서 담당하고 있습니다. 시제품을 위한 설비를 R&D 센터에 마련한 것으로 전해졌습니다. 회사는 CTO 조직에서 핵심 기술을 확보하고 고객사 수요가 확인되면, 유리기판 부문을 사업부로 넘겨 생산 설비 구축에 나선다는 중장기 전략을 세운 상태입니다.
반도체 업계 관계자는 “유리기판은 AI 서비스 확대에 따른 고성능 칩 요구에 따라 ‘선택이 아닌 필수’로 여겨지고 있다”고 말했습니다.
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