8.AI시대 떠오르는 반도체 유리기판

 

 

 

 

 

 

●AI시대 떠오르는 반도체 유리기판

 

 

 

 

 

 

 

 

반도체 기판은 칩과 컴퓨터 메인보드를 연결하는 부품이다. 현재 플라스틱과 같은 유기 소재가 널리 쓰이고 있다. 여러 개의 칩이 하나의 반도체처럼 동작하는 이종집적을 위해선칩과 유기기판 사이에 인터포저 즉 . 중간 기판이 필요하다.고집적 패키지 기판이 필요한 AI용 반도체는 실리콘으로 만든 인터포저를 활용한다. 문제는 실리콘 인터포저 공정이 반도체 전 공정이 준할정도로 복잡해 상당한 비용이 들어가는 점이다. 반도체 업계에서는 AI 반도체 발전 속도를 감안하면 조만간 유기기판에 기반한 성능 향상은한계에 도달할 것으로 본다.유기기판의 대안으로 부상한 게 바로 유리기판이다. 유리기판은 명칭 그대로 유리로 만든다. 휘어짐에 강하고 평탄도가 높은 유리기판은 인터포저를 탑재하지 않아도 된다. 유기기판보다 더 많은 트랜지스터 집적이 가능해 이론상 유리기판이 유기기판보다 데이터 처리량이 8배 많고전력 소비는 절반에 불과한 것으로 알려졌다.기존 유기기판은 미세공정에 이용되는 열과 휘어짐에 약해 최근 유리기판이 대체재로 주목받고 있다.유리기판은 유기기판과 달리 기판 위가 아닌 내부에 MLCC 즉. 적층세라믹콘덴서를 심을 수 있어 효율성 측면에서도 우위에 있다. 유기기판과 비교해 동일 규격에서 50% 많은 칩을 탑재할 수 있다고 알려져 있다.물론 단점도 있다. 유리 특성상 누적 압력이나 외부 충격에 쉽게 깨져 수율이 떨어진다. 수율 저하는 필연적으로 제품 가격 상승을 가져올 수밖에 없다. 디스플레이 시장에서 널리 쓰이는 유리기판이 반도체 시장으로 진입하지 못한 결정적 이유다. 유리기판이 대세로 자리 잡기 위해선 관련 기술 개발과 공정 최적화가 이뤄져야 한다.최근 AI 붐과 함께 AI반도체가 떠오르면서 반도체 유리기판 역시 급부상하고 있다. 기존 기판보다 전달속도와 전력 효율 면에서 강점을 가지는 유리기판은 이미 인텔을 비롯한 글로벌 반도체 기업에서 도입을 추진 중이고 이에 발맞춰 SKC.삼성전기. LG이노텍 등 국내 기업들도 빠르게 유리기판 시장에서 뛰어들고 있다.유리기판은 원래 디스플레이 공정에서 사용되다 최근 AI시대에 고성능 반도체가 필요해지자 첨단공정에서 유리기판 사용의 필요성이 제기됐다.AI시대에 반도체의 성능이 AI의 핵심 성능을 결정짓고  이 반도체의 성능을 결정짓는 것은 비단 반도체 자체의 성능뿐만 아니라 패키징 역시 중요 요소다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GPU와 D램을 빠르게 연결 시키는 것이 반도체의 성능을 결정짓는다는 뜻이다. 즉. 패키징이 반도체 시스템의 성능을 좌우한다고 볼 수 있는 것이다.반도체 패키징에는 다양한 소재들이 쓰이는데 그중에서도 유리 소재가 주목받는 이유는 손실이 적어 고속데이터 전송에 유리하고 공정상 비용절감 효과가 크기 때문이다.여기에 유리기판은 기존 기판보다 더 넓은 면적의 기판을 구축할 수 있어 더 많은 칩을 단일장치에 탑재해 고성능 컴퓨팅에 유리하다. 또한 기판 내부에 전류를 일정하게 흐르게 하는 MLCC 즉.다층세라믹콘덴서와 같은 반도체 소자를 추가 기판없이내장하는 것도 가능하다. 이같은 이유로 유리기판이 미래 패키징 기판으로서 성장가능성이 높다고 평가받고 있는 것이다.SK그룹 계열 SKC는 경우 지난 2021년 공식적으로 유리 기판 사업에 뛰어들었다. 미국 반도체 기업 AMAT 어플라이드 머티어리얼즈와 합작해 자회사 앱솔릭스를 세우고 2억 4000만달러 약 3000억원을  투자해 미국 조지아주에 생산공장을 세웠다.삼성전기는 2026년 이후 양산하겠다고 계획을 밝힌바 있다. 삼성전기가 올해 시제품 생산라인을 구축하겠다고 한 유리기판은 뼈대인 코어를 플라스틱에서 유리 재질로 바꾼 제품이다. 미세화·대면적화에 유리해 서버 중앙처리장치 CPU. AI 가속기 등 고성능 반도체를 탑재하는 하이엔드 제품 중심으로 성장이 예상된다.LG이노텍 역시 유리기판 사업을 추진 중인 것으로 알려졌다.이외에도 유리기판장비기업으로  이오테크 닉스.기가버스.HB테크놀로지.우리기판소재 와이씨켐. TGV장비기업으로 필옵틱스. 켐트로닉스.식각공정기업으로 이엔에프테크 등이 관련기업으로 떠오르고 있다.향 후 유리기판 시장은 높은 성장세가 예상된다. 글로벌 시장조사 기업 마켓앤마켓에 따르면 반도체 유리기판 시장은 2028년에 84억 달러 약 11조3391억원까지 성장할 것으로 전망되고 있다. 다만 상용화 시점을 예단하기는 아직  어렵다. 주요 반도체 기업들이 유리기판 공급망을 완전히 구축하지 못했기 때문이다.따라서  유리기판 관련주 상승세가 다소 이르다는 우려가 나오는 이유다. 관련 공급망의 이익 기여를 논하기 이른 시점이고 따라서 이슈에 따라 주가 변동성도 클 수는 있다. 그러나 역사적으로 기판 소재는 변화해왔고 새로운 변곡점이 가까워졌다는 방향성에 주목할 필요성이 있다고 보는 것이다.