AI 핵심 요약
beta- 삼성전기는 15일 AI 기판용 차세대 MLC 구조를 구체화했다.
- 90㎜·20층 기판은 120㎜·40층 이상으로 커질 전망이다.
- 대형화에 맞춰 휨 제어와 배선 밀도 경쟁이 치열해졌다.
!AI가 자동 생성한 요약으로 정확하지 않을 수 있어요.
기존 단일 코어 한계 넘어 복수 CCL·중간 배선 활용 구조 제시
향후 경쟁력은 초대면적 기판 설계 완성도·양산 수율이 좌우
[서울=뉴스핌] 조민교 기자 = 삼성전기가 인공지능(AI) 반도체용 패키지 기판이 120㎜급·40층 이상으로 대형화·고다층화할 것에 대비해 차세대 MLC(Multi-Layer Core·다층 코어) 구조를 구체화했다.
기판 중앙의 코어를 단순히 두껍게 만드는 기존 방식에서 벗어나 복수의 코어 소재를 배치하고 그 사이 공간까지 배선에 활용하는 구조다. AI 가속기에 GPU와 HBM, 칩렛이 더 많이 탑재되면서 기판의 휨과 배선 밀도를 동시에 해결해야 하는 과제가 커진 데 따른 대응이다.
삼성전기가 서버용 FC-BGA 양산 경험을 바탕으로 차세대 구조 설계까지 구체화하면서, AI 기판 경쟁도 단순 대면적화에서 구조 설계와 양산 수율 경쟁으로 옮겨가는 모습이다.
◆ 90㎜·20층→120㎜·40층…MLC 구조까지 구체화
15일 반도체 업계에 따르면 김상훈 삼성전기 패키지사업부 파트장은 지난 10일 열린 'KPCA Show 2026' 국제심포지엄에서 AI 반도체 성능이 높아지면서 패키지 기판 역시 빠르게 대형화·고다층화하고 있다고 설명했다.
구체적으로 김 파트장은 현재 고성능 패키지 기판이 약 90㎜ 크기·20층 수준이지만 향후 120㎜급·40층 이상으로 확대될 것으로 전망했다.
실제 AI 가속기는 예상보다 빠른 속도로 고도화되고 있다. 가속기는 GPU와 고대역폭메모리(HBM), 여러 칩렛 등을 하나의 패키지 안에서 연결하는데 AI 성능이 높아질수록 연결해야 할 반도체와 데이터 통로가 늘어나기 때문에 기판은 더 커지고 내부 회로층도 많아질 수밖에 없다.
기판이 커지고 두꺼워질수록 휘어지기 쉽다. 이를 막기 위해 기존에는 기판 중앙에서 뼈대 역할을 하는 코어를 두껍게 만들었다. 하지만 코어를 계속 두껍게 하면 내부에 미세한 구멍을 뚫어 위아래 회로를 연결하기 어려워지고, 회로를 촘촘하게 배치하는 데도 한계가 생긴다.
이런 한계를 보완하기 위해 나온 것이 MLC다. 한 장의 두꺼운 코어에 의존하는 대신 여러 층의 소재를 조합해 기판 중심 구조를 만드는 방식이다. 기판을 단단하게 잡아 휨을 줄이는 동시에 층 사이 공간을 배선에 활용할 수 있어 대형·고다층 기판에 적합하다. 이미 국내 삼성전기를 포함한 기판 회사들도 이같은 기술을 적용해 양산 중이다.
김 파트장은 여기서 한 단계 더 나아간 구조를 제시했다. 기판의 뼈대 역할을 하는 CCL을 한 장으로 두껍게 만드는 대신 두 장으로 나눠 배치하고, 그 사이에 절연층과 신호·접지 배선을 넣는 방식이다.
즉 두꺼운 판 한 장으로 기판을 받치는 대신 단단한 판 두 장으로 나눠 기판을 지지하고, 그 사이 공간까지 회로가 지나가는 길로 활용하는 구조다. 기판의 강성을 높이면서 동시에 더 많은 배선을 넣을 수 있다는 장점이 있다.
삼성전기가 과거에도 MLC 관련 기술을 언급한 적은 있지만 이번 발표에서는 기존 단일 코어 방식이 왜 한계에 부딪히는지, CCL과 절연층을 어떻게 조합할 수 있는지, 복수의 CCL 사이 공간을 어떻게 활용할 수 있는지까지 보다 구체적으로 제시했다.
◆ MLC 중요성 커진 AI 기판…삼성·LG 기술 경쟁 확대
MLC는 새로운 기술이 아니다. LG이노텍은 이미 2024년부터 MLC를 대면적 FC-BGA의 핵심 기술로 전면에 내세웠다. 여러 소재를 조합해 기판의 휨을 줄이고 미세회로와 신호 전달 성능을 높이는 방식으로 대면적 AI 기판 시장에서 차별화를 강조해왔다.
반면 삼성전기는 당시 MLC라는 개별 기술을 전면에 내세울 필요가 상대적으로 크지 않았다. 이미 국내 최초로 서버용 FC-BGA를 양산하며 고사양 기판 시장에서 앞서 있었고, 초대면적·고다층 기판 기술 자체가 경쟁력이었기 때문이다.
하지만 시장 상황이 빠른 속도로 달라지고 있다. AI 기판은 100㎜를 넘어 120㎜급으로 커지고 층수도 40층 이상으로 늘어나는 방향으로 진화하고 있다. 이 정도 크기와 두께가 되면 기존처럼 코어를 단순히 두껍게 만드는 방식만으로는 휨과 미세회로 문제를 동시에 해결하기 어려워진다. MLC가 단순한 차별화 기술이 아니라 초대면적 AI 기판을 구현하기 위한 핵심 구조 기술로 중요성이 커지고 있다.
이에 경쟁사인 LG이노텍의 추격도 빨라지고 있다. LG이노텍은 올해 100㎜가 넘는 AI 가속기용 FC-BGA를 공개하는 등 삼성전기가 강점을 보여온 고사양 AI·서버 기판 시장으로 제품군을 확대하고 있다.
향후 양사의 경쟁은 기판의 휨을 얼마나 안정적으로 제어하고 내부에 더 많은 회로를 구현하느냐를 가르는 구조·양산 기술 경쟁으로 옮겨갈 전망이다. LG이노텍이 MLC를 앞세워 대면적 AI 기판 시장을 공략하고 삼성전기도 보다 구체적인 MLC 진화 방향을 제시하면서, 향후 경쟁력은 초대면적 기판에서의 설계 완성도와 수율 확보가 좌우할 것으로 보인다.
삼성전기 관계자는 "AI용 대면적 기판 시장이 커지면서 MLC는 선택이 아니라 반드시 확보해야 할 기술로 자리 잡고 있다"며 "삼성전기도 시장 변화에 맞춰 관련 기술을 계속 준비하고 고도화하고 있다"고 말했다.
mkyo@newspim.com
