AI 반도체 시대 '유리기판' 개화... 부품사 각축전

삼성전기·LG이노텍 등 본격 사업 착수

인텔·AMD 등 반도체 제조사 기업들 관심

SKC 유리기판.ⓒSKC

유리 기판에 대한 반도체 업계 관심이 뜨겁다. AI(인공지능) 확산으로 AI 반도체가 급부상하면서 기존 유기 물질로 이루어진 기판을 대체할 제품으로 유리기판이 떠오르면서다.

25일 업계에 따르면, 삼성전자, 삼성전기, SKC, LG이노텍 등 국내 부품사들이 최근 유리기판 기술 개발을 진행 중이다. 삼성전기는 세종이 시제품 생산 라인을 꾸리고 있는 것으로 알려졌다. LG이노텍은 올해 연말 시생산 양산이 목표다.

반도체 기판은 반도체 회로 뼈대이면서 각 칩들을 연결하는 통로가 배치되는 곳인데, 이를 기존 유기 물질이 아닌 유리로 만든 것이 바로 유리 기판이다. 반도체 공정이 점차 미세화되면서 열을 가하는 공정이 많아지자 이에 적합한 대안으로 떠오른 품목이다.

유리 기판의 경우 기존 유기 물질이나 실리콘과 달리 얇고 단단한 유리 소재로 제작된다. 열 팽창률이 낮아 고온에서도 휘는 등의 변형이 없고, 동일 면적에서 기존 기판에 비해 약 10배 가까이 더 많은 전기 신호를 전달할 수 있다는 것이 큰 이점이다.

과거엔 실리콘 반도체가 인공지능 컴퓨팅의 성능을 좌우했지만, 현재는 GPU와 D램 사이 빠른 데이터 교환이 컴퓨팅 성능을 결정한다. 이른바 '패키징'이 반도체 시스템 성능의 핵심 키가 된 것이다.

반도체 패키징 기판엔 다양한 소재가 사용될 수 있지만 특히 유리가 각광받는 것은 표면이 매끄럽고 대형 사각형 패널로의 가공성이 우수해 초미세 선폭 반도체 패키징 구현에 적합하다는 이점 때문이다. 중간 기판(Si 인터포저)이 필요 없어 기판 두께도 25% 가량 줄일 수 있고, 타 소재에 비해 소비전력도 30% 이상 아낄 수 있다.

현재 국내에서는 SKC 자회사 앱솔릭스 역시 유리기판 사업을 맡고 있다. 앱솔릭스는 미국 조지아주에 공장을 준공한 상태로 이르면 올해 말 양산에 돌입할 것으로 관측된다. 미국 인텔 역시 지난 2023년 미국 애리조나 공장에 유리기판 연구 개발 라인을 준공했다.

현재 업계에선 인텔, AMD 등 글로벌 주요 반도체 제조 기업들이 고성능컴퓨팅용 반도체 중심으로 유리기판을 적용할 것으로 기대하고 있다. 인텔은 당초 유리기판을 적용한 반도체 시제품을 2030년 상용화하겠다고 선언한 바 있으나 이를 당길 가능성이 높다.

장덕현 삼성전기 사장과 문혁수 LG이노텍 사장 역시 지난 1월 CES 2025 당시 이와 관련해 언급한 바 있다. 장덕현 사장은 "올해 2~3개 고객에게 시제품을 공급할 계획"이라고 밝혔고, 문혁수 대표 역시 "2~3년 후엔 통신용 반도체에서 유리 기판이 쓰일 것이고 이는 무조건 가야하는 방향"이라고 말했다.

한편 시장조사기관 마켓앤마켓에 따르면 전세계 유리기판 시장 규모는 2023년 71억 달러(10조4400억원)에서 오는 2028년 84억 달러(12조3500억원)로 18% 가량 확대될 것으로 보인다.