[현장] 삼성전기 신성장 동력 ‘실리콘 캐패시터’…AI 시대 승부수

[마이데일리 = 심지원 기자] 삼성전기가 차세대 성장동력인 ‘실리콘 캐패시터’를 앞세워 인공지능(AI) 반도체 부품 시장 공략에 속도를 낸다. 기존 주력 사업인 적층세라믹콘덴서(MLCC)와 반도체 패키지기판에 실리콘 캐패시터를 더해 첨단 부품 포트폴리오를 완성하고 시장의 주도권을 잡겠다는 복안이다.

삼성전기는 11일 서울 중구 태평로빌딩에서 ‘실리콘 캐패시터 제품의 이해 세미나’를 열고 기술 차별성과 미래 사업 전략을 공개했다.

캐패시터는 전기를 일시적으로 저장했다가 필요할 때 공급하는 역할을 하는 핵심 전자부품이다. 반도체가 순간적으로 많은 전력을 필요로 하거나 전압 변동이 발생할 때 이를 보완해 안정적인 전력 공급을 돕는다. 또 노이즈를 제거해 반도체가 안정적으로 동작하도록 지원한다. 특히 캐패시터가 없거나 성능이 저하되면 전자기기 오동작, 화면 깜빡임, 오디오 잡음, 카메라 화질 저하 등이 발생할 수 있어 사실상 모든 전기·전자기기에 필수적으로 사용되고 있다.

실리콘 캐패시터는 실리콘 웨이퍼 기반 반도체 공정을 통해 제조되는 제품으로, 웨이퍼 위에 얇은 유전체(절연체)와 전극층을 형성하는 방식으로 제작된다. 삼성전기는 D램 제조에 사용되는 ISC 공정을 실리콘 캐패시터에 응용해 실리콘 웨이퍼를 깊게 파내 표면적을 넓히고 그 안에 유전체와 전극을 형성해 높은 전기 용량을 구현했다.

김원기 삼성전기 실리콘 캐패시터 개발 그룹장은 “AI 데이터센터가 확대되면서 반도체 부품에도 고성능 요구가 커지고 있다”며 “좁은 공간에서 높은 성능을 구현하고 고온 환경에서도 안정적으로 동작하는 것이 중요해지고 있다”고 설명했다.

이런 상황 속에서 실리콘 캐패시터는 AI 반도체의 성능을 뒷받침하는 핵심 부품으로 평가받는다. AI 반도체의 전력 소비량이 증가하면서 전력 변동을 최소화하고 안정적인 전원 공급을 지원하는 역할의 중요성이 커지고 있기 때문이다.

김 그룹장은 “실리콘 캐패시터는 고주파 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있으며 고온 환경에서도 용량 변화가 거의 없다”며 “MLCC가 온도와 전압 변화에 따라 성능 변동이 발생하는 것과 차별화된다”고 전했다.

그는 실리콘 캐패시터의 강점으로 △100마이크로미터(㎛) 이하 수준의 초박형화 △낮은 저항(ESL) △넓은 전압·온도 범위 안정성 △고객 맞춤형 설계를 꼽았다. 특히 단자 개수와 칩 사이즈를 자유롭게 설계할 수 있어, 고객사가 요구하는 초소형·고효율 패키징에 즉각 대응이 가능하다.

김 그룹장은 MLCC과의 경쟁 관계에 대해선 선을 그었다. 실리콘 캐패시터는 고성능·맞춤형에 특화돼 있고, MLCC는 범용성과 대용량에 강점이 있는 만큼 상호 보완적 성격이 강하다는 것이다. 그는 “실리콘 캐패시터가 MLCC를 완전히 대체하기는 어렵다”며 “최대 용량과 내전압 측면에서 MLCC에 비해 한계가 있고 가격도 높아 보완재 성격이 강하다”고 말했다.

삼성전기는 오랜 기간 쌓아온 반도체 공정 역량과 그에 따른 토털 솔루션 제공 능력을 차별화 요소로 내세웠다. 김 그룹장은 “삼성전기는 오랜 기간 반도체 사업을 통해 공정 기술을 축적해 왔고 MLCC 등 수동부품 분야 경쟁력도 보유하고 있다”며 “반도체 기판과 부품을 함께 공급할 수 있는 능력을 바탕으로 고객 맞춤형 제품을 빠르게 개발·공급할 수 있다”고 말했다.

실제 삼성전기는 이를 통해 실질적인 성과도 거두고 있다. 지난달 글로벌 빅테크 기업과 내년부터 2년간 약 1조 5000억원 규모의 실리콘 캐패시터 공급 계약을 체결한 바 있다. 삼성전기는 실리콘 캐패시터 시장이 올해부터 2031년까지 연평균 18%의 성장세를 보일 것으로 내다보고 있다.

향후 적용 분야에 대해선 “고성능 CPU·GPU를 활용하는 AI 서버를 비롯해 전장, 로봇, 항공우주 분야에서도 활용 가능성이 높다”며 “현재 시장은 태동기 단계지만, AI 서버 확산과 함께 실리콘 캐패시터의 비중은 비약적으로 확대될 것”이라고 강조했다.