[서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 삼성전기가 인공지능(AI) 반도체 시대를 겨냥해 차세대 패키지 기판 경쟁력 강화에 속도를 내고 있다. 고성능 반도체의 집적도와 전력 사용량이 높아지면서 기판의 안정성과 성능이 핵심 경쟁 요소로 떠오른 가운데, 삼성전기는 유리기판 핵심 소재 확보를 통해 설계·제조·소재로 이어지는 밸류체인 구축에 나섰다.

◆ AI 반도체 성능 경쟁, 기판으로 확산

9일 업계에 따르면 글로벌 반도체 패키징 시장에서는 유리기판을 둘러싼 기술 경쟁이 본격화하고 있다. 생성형 AI 확산으로 그래픽처리장치(GPU), 고대역폭메모리(HBM), 중앙처리장치(CPU) 등을 하나의 패키지 안에 고밀도로 배치하는 수요가 늘면서 기존 유기 소재 기판의 한계를 보완할 차세대 기판 기술이 주목받고 있다.

유리기판은 기존 플라스틱 계열 기판보다 열팽창률이 낮고 표면이 평탄해 대면적·고집적 반도체 패키지 구현에 유리한 것으로 평가된다. AI 서버와 고성능컴퓨팅(HPC)용 반도체는 다수의 칩을 한데 묶는 첨단 패키징 기술이 성능을 좌우하는 만큼, 유리기판은 차세대 패키징 기술의 핵심 후보로 거론된다.

◆ AI 패키징 경쟁, 기판으로 확산

삼성전기가 유리기판 사업에 공을 들이는 배경도 이와 맞닿아 있다. AI 반도체 성능 경쟁이 패키징 영역으로 확장되면서 기판 업체의 역할이 커지고 있기 때문이다. 반도체 기판은 칩과 메인보드를 전기적으로 연결하고 신호와 전력을 전달하는 부품으로, 고성능·고집적 제품일수록 정밀도와 안정성이 중요하다.

업계에서는 유리기판 시장이 단기간에 대량 양산 단계로 넘어가기는 쉽지 않다고 보고 있다. 유리 소재 특성상 가공과 절단, 미세 회로 형성 과정에서 높은 기술 난도가 요구되기 때문이다. 다만 AI 반도체 패키지의 대형화와 고집적화 흐름이 뚜렷한 만큼 주요 기업들이 선제적으로 기술과 공급망을 확보하는 단계에 들어섰다는 분석이 나온다.

특히 유리기판은 완제품 제조 역량뿐 아니라 핵심 소재의 안정적인 확보가 중요하다. 소재 품질이 기판의 수율과 성능, 신뢰성에 직접적인 영향을 줄 수 있어서다.

◆ 소재 내재화로 공급망 안정성 확보

삼성전기는 유리기판 사업 경쟁력 강화를 위해 소재 확보에도 나섰다. 이를 위해 일본 스미토모화학그룹의 자회사인 동우화인켐과 유리기판 핵심 소재인 '글라스 코어' 생산을 위한 합작법인 설립 본계약을 체결했다. 합작법인명은 'GlaSSEM'으로, Glass, Samsung, Sumitomo, Electronic, Materials의 의미를 담았다.

양사의 총 출자 규모는 약 4800억원 수준이다. 지분율은 삼성전기가 66%, 동우화인켐이 34%를 보유한다. 합작법인의 본사와 생산 거점은 경기도 평택 동우화인켐 평택사업장 내에 마련된다. 양사는 필요한 절차를 거쳐 연내 법인 설립을 마무리할 계획이다.

합작법인이 생산할 글라스 코어는 유리기판의 기반이 되는 핵심 소재다. 삼성전기의 반도체 기판 설계·제조 역량에 스미토모화학그룹의 소재 기술력, 동우화인켐의 생산 인프라를 결합해 유리기판 사업화를 앞당기겠다는 구상이다. 기판 설계와 제조 역량에 소재 조달 기반까지 더하면 원재료 수급 안정성을 높이고, 품질 관리와 고객 대응에서도 유리한 위치를 확보할 수 있다.

GlaSSEM은 생산 설비 구축과 공정 안정화, 품질 검증 등을 단계적으로 추진해 2027년 하반기부터 본격 가동하는 것을 목표로 한다. 국내에서는 SKC 자회사 앱솔릭스가 유리기판 사업을 선제적으로 추진하고 있는 가운데, 삼성전기는 기판 사업 역량을 기반으로 핵심 소재까지 연결하는 방식으로 차별화를 시도하고 있다.

관건은 실제 양산 시점과 고객사 확보 여부다. 유리기판은 기술적 가능성에 대한 기대가 크지만, 대규모 상용화를 위해서는 공정 안정화와 원가 경쟁력, 신뢰성 검증을 모두 통과해야 한다. 삼성전기가 내년 하반기 가동 목표를 제시한 만큼 향후 1~2년은 기술 검증과 공급망 구축의 성패를 가를 중요한 시간이 될 전망이다.

kji01@newspim.com