황치원 삼성전기 패키지개발팀장(상무)이 22일 서울 중구 삼성전자 기자실에서 진행된 삼성전기 플립 칩(FC)-볼 그리드 어레이(BGA) 제품 학습회에서 발언하고 있다./전병수 기자

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“삼성전기가 플립칩(FC)-볼그레이드 어레이(BGA) 분야에서 후발주자지만, 글로벌 경쟁사와 비교해 전력 효율은 가장 뛰어납니다. 인공지능(AI), 서버 분야에서도 AMD 외에 다수 고객과 공급을 위한 논의를 진행하고 있습니다.”

황치원 삼성전기 패키지개발팀장(상무)은 지난 22일 서울 중구 삼성전자 기자실에서 진행된 삼성전기 FC-BGA 제품 학습회에서 이렇게 말했다. FC-BGA는 칩보다 기판 크기가 커 고성능을 필요로 하는 AI와 PC, 서버, 클라우드, 전기차 등에 적용되는 고부가 반도체 기판이다. 삼성전기는 AI와 클라우드 시장 성장에 따른 고성능 서버 및 네트워크, 자율주행 등 고부가 반도체 기판 시장에 집중해 2026년까지 고부가 FC-BGA 제품 비중을 50% 이상 확보할 방침이다.

서버용 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU)는 연산처리능력과 연결 신호 속도 향상 등 고성능화에 대응하기 위해 하나의 기판 위에 여러 반도체 칩을 한꺼번에 실장해야 한다. 이에 서버용 FC-BGA는 일반 PC용 FC-BGA보다 기판 면적이 4배 이상 크고, 층수도 20층 이상으로 2배 이상 많다. 서버용 FC-BGA를 생산하기 위해선 기판의 대형화와 고다층에 따른 제품 신뢰성, 생산 수율을 높이기 위한 제조 기술 확보와 전용 설비 구축 등이 필요해 후발주자의 진입이 어려운 분야로 평가된다.

삼성전기는 고부가 FC-BGA 시장에서 경쟁력 강화를 위해 대면적·고다층 기판 제조 수율을 끌어올리기 위한 노력을 지속하고 있다. 황 상무는 “삼성전기는 전용 자동화 라인을 구축해 제조 경쟁력을 강화하고 있다. 접촉 없이 이물을 제어하는 공정 기술도 적용하고 있다”며 “고객사 요구에 맞게 디자인과 공정 프로세스도 최적화해 반도체 성능 개선에 기여할 수 있도록 기판의 평탄도를 개선했다”고 말했다.

삼성전기의 FC-BGA./전병수 기자

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삼성전기는 반도체 프로세서의 신호 연결 과정에서 신호가 손실되는 것을 방지하기 위한 기술도 적용하고 있다. 황 상무는 “프로세서 성능이 고도화되며 10년 전과 비교할 때 신호 연결 속도가, 2030년에는 10배가량 빨라질 것으로 예상된다”며 “신호 연결 과정에서 손실을 줄이고, 잡음이 발생하는 것을 최소화하기 위한 자재와 신규 공법을 도입했다”고 했다.

그러면서 그는 “고성능 반도체의 경우 중앙처리장치(CPU) 코어와 메모리량이 증가해 전력 손실에 대한 우려가 커진 상황”이라며 “패키지 기판 내 커패시터를 내장해 전력 손실을 줄일 수 있는 기술을 개발한 상태”라고 했다. 커패시터는 전자·전기 회로에서 전기를 모으고, 방출하는 역할을 맡는다.

황 상무는 글로벌 FC-BGA 강자들과의 경쟁에서 자신감을 내비쳤다. 글로벌 시장조사기관 QY리서치에 따르면 대만 유니마이크론과 일본 이비덴, 신코 등이 FC-BGA 시장의 약 70%를 차지하고 있다. 황 상무는 “FC-BGA를 개발하고 생산하는 기술력 측면에서 삼성전기가 경쟁사들과 비교할 때 뒤처지는 영역은 없다고 생각한다”며 “오히려 전력 효율 등 고객사가 중점을 두는 기술 분야에서는 더 나은 부분도 있다고 본다”고 했다.

글로벌 빅테크 기업들이 각각의 응용처에 최적화된 맞춤형 반도체를 개발하고 있는 만큼 FC-BGA 시장 수요도 확대될 것으로 전망된다. 시장조사업체 프리스마크에 따르면 반도체 기판 시장 규모는 2024년 4조8000억원에서 2028년 8조원으로 연평균 약 14% 성장할 것으로 예상된다.

황 상무는 “애플과 구글, 아마존, 테슬라 등이 자체 칩을 개발하고 있다”며 “소프트웨어와 하드웨어를 통합해 제어하고 전력 소모를 줄일 수 있는 솔루션에 대한 요구가 커질 수밖에 없어 FC-BGA 시장도 확대될 것으로 예상된다”고 했다.

전병수 기자(outstanding@chosunbiz.com)

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