[비즈니스포스트] 삼성전기가 2년 내 서버, 인공지능(AI), 자동차 전장(전자장치), 네트워크 등 고부가 ‘플립칩 볼그레이드어레이 회로기판(FCBGA)’ 제품 판매 비중을 50% 이상으로 확대할 것이라고 밝혔다.

황치원 삼성전기 패키지개발팀장 상무는 지난 22일 ‘FCBGA의 트렌드와 삼성전기의 강점’이라는 주제로 서울 중구 태평로빌딩에서 세미나를 열고 “빅테크의 자체 반도체 제작이 FCBGA에서 새로운 사업 기회가 되고 있다”며 “반도체 회로기판의 중요성이 부각되면서 최종 고객사와 직접적으로 소통하는 경우도 늘고 있다”고 말했다.

FCBGA는 반도체기판 가운데 하나로, 고집적 반도체 칩과 기판을 플립칩 범프로 연결하며 전기와 열적 특성을 높인 반도체 패키지 회로기판이다. 주로 PC, 서버, 네트워크, 자동차용 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU)에 사용된다.

반도체 기판을 만들기 위해 필요한 핵심 기술은 ′미세 가공 기술′ 과 ′미세 회로 구현′이다.

전자기기 기능이 많아질수록 필요한 부품도 많아지고, 신호 전달에 필요한 길, 즉 회로가 많아지고 복잡해진다. 한정된 기판 면적 안에 많은 길(회로)을 만들어야 하기 때문에 한 면으로는 부족해 4층, 6층, 8층, 10층 등 여러 층으로 기판을 만들어야 한다.

따라서 층 간에도 회로가 연결돼야 하기 때문에 구멍을 뚫어 전기적으로 연결하기 위한 도금 과정을 거친다. 각 층들을 연결해주는 구멍을 비아(Via)라고 하는데, 일반적으로 80마이크로미터(㎛) 크기의 면적 안에 50㎛의 구멍을 오차 없이 정확히 뚫어야 하기 때문에 정교한 가공 기술력이 필요하다.

황 상무는 “삼성전기는 A4용지 두께의 10분의 1 수준의 10um 수준의 비아를 구현할 수 있어, 세계 최고 수준의 미세 비아 형성 기술을 가지고 있다”고 말했다. 최근에는 반도체 입출력 단자 수가 증가하면서 더 미세한 회로 구현도 중요해지고 있다.

삼성전기는 머리카락 두께의 20분의 1인 5㎛ 이하 수준의 회로선 폭을 구현할 수 있는 미세회로 형성 기술을 보유하고 있다.

회사는 2026년까지 서버, AI, 전장, 네트워크 등 고부가 FCBGA 제품의 비중을 전체 FCB 판매의 50% 이상으로 확대한다는 방침을 세웠다.

특히 가장 기술 난도가 가장 높은 서버용 FCBGA 경쟁력 강화에 집중한다.

서버용 CPU, GPU는 연산처리능력과 연결 신호 속도 향상 등 고성능화에 대응하기 위해 하나의 기판 위에 여러 반도체 칩을 한꺼번에 실장해야 한다.

따라서 서버용 FCBGA는 일반 PC용 FCBGA보다 기판 면적이 4배 이상 크고, 층수도 20층 이상으로 배 이상 많다.

회사는 반도체기판 분야에서 1조9천억 원에 달하는 대규모 투자를 통해 부산과 베트남 신공장을 첨단 하이엔드 제품 양산기지로 운영하고 있다.

황 상무는 “삼성전기가 글로벌에서 FCBGA 후발주자인 것이 맞지만, 생산량이 아닌 기술력에서는 뒤처지지 않는다”고 했다. 최근 반도체 미세화 한계 극복을 위해 패키지 솔루션의 중요성은 갈수록 증가하고 있다.

과거 반도체는 기판 위에 반도체 칩이 하나 올라가는 단순한 구조였으나, 반도체 성능을 높이기 위해 회로 미세화가 진행되고 트랜지스터 개수도 기하급수적으로 늘어나게 된다.

공정비용 상승으로 반도체 원가가 높아져 패키징과 같은 후공정에서 반도체 성능 향상과 원가를 낮추는 요구도 높아지고 있다.

또 과거에는 칩 자체를 얼마나 잘 만드느냐가 중요했지만, 최근에는 잘 만들어진 제품을 어떻게 조합해서 좋은 제품 반도체 제품을 구성하느냐가 중요해졌다.

시장조사업체 프리스마크에 따르면 반도체기판 시장 규모는 2024년 4조8천억 원에서 2028년 8조 원으로 연평균 약 14% 성장할 것으로 예상된다.

회사 관계자는 “반도체 칩을 두뇌에 비유한다면, 반도체기판은 뇌를 보호하는 뼈와 뇌에서 전달하는 정보를 각 기관에 연결해 전달하는 신경과 혈관에 비유할 수 있다”며 “30년 축적된 초격차 기술로 글로벌 고객과 협력을 강화하겠다”고 말했다. 나병현 기자