[포인트PICK] 삼성전기, AI 시대 기판 경쟁 본격화…차세대 패키징 승부

[포인트경제] 반도체 초미세 공정이 기술적·비용적 한계에 직면하면서 패키지기판의 역할도 커지고 있다. 여러 고성능 칩을 하나의 패키지에 집적하는 첨단 패키징이 확산하면서 칩 간 고속·고밀도 연결을 담당하는 기판의 중요성이 높아지고 있어서다.

기판 산업의 중심도 모바일·IT에서 인공지능(AI)과 고성능컴퓨팅(HPC), 전장 등으로 이동하는 모습이다. 삼성전기는 차세대 기판 기술을 앞세워 하이엔드 B2B 시장으로 사업 영역을 넓히고 있다.

△ KPCA Show 2026서 드러난 청사진…"모바일 넘어 AI·전장으로"

삼성전기의 전략은 지난 9일부터 11일까지 인천 송도컨벤시아에서 열린 'KPCA Show 2026'에서 확인됐다. 삼성전기는 '초연결 시대의 핵심, 차세대 반도체 기판 솔루션'을 주제로 2.5D 패키지기판, 2.1D 패키지기판, 유리기판, 자동차용 FCBGA, UTCSP 기판 등 5개 제품군을 선보였다.

AI 가속기 등 고성능 반도체에 적용되는 2.5D·2.1D부터 차세대 소재인 유리기판, 자율주행 등 전장 시장을 겨냥한 자동차용 FC-BGA(플립칩 볼그리드어레이)까지 포트폴리오를 다변화했다. 대면적·고다층·미세회로 구현 등 AI 반도체에 필요한 기술 확보에도 속도를 내고 있다.

△ 현재 실적 이끄는 'AI·서버용 FCBGA'…2.1D로 대응

현재 삼성전기의 기판 사업을 이끄는 제품은 AI 가속기와 서버 CPU 등에 사용되는 고부가 FC-BGA다. AI·HPC용 반도체는 연산 성능이 높아질수록 칩 크기와 집적도가 커져 대면적·고다층 기판이 요구된다.

삼성전기는 HPC 대응 FC-BGA에서 최대 110×110㎜, 26층 수준의 기술을 확보하고 있다. 면적이 커지고 회로가 미세해질수록 기판 휨과 층간 정합, 수율 관리가 어려워 제조 난도도 높아진다.

부산과 베트남 생산거점을 중심으로 관련 제품을 생산하고 있으며, AI 가속기와 서버 CPU용 FC-BGA 공급 확대가 실적 성장으로 이어지고 있다. 올해 2분기 패키지솔루션 부문 매출은 7716억원으로 전년 동기 대비 37% 증가했다. 회사는 AI 가속기·서버 CPU용 FC-BGA와 자율주행 관련 전장용 기판 공급 증가를 주요 배경으로 제시했다.

2.1D 패키지기판도 차세대 기술로 꼽힌다. 기존 2.5D 패키징에 사용되는 실리콘 인터포저 대신 유기 소재 기판에 미세회로를 구현해 반도체 칩 간 직접 연결을 구현하는 방식이다. 실리콘 인터포저를 사용하지 않아 비용과 대면적화 측면에서 기존 2.5D 패키징의 대안으로 거론된다.

△ 유기물 한계 넘는 '유리기판'…상용화 검증은 진행 중

유리기판은 삼성전기가 차세대 성장동력으로 육성하는 분야다. AI 반도체의 대형화·고집적화로 기존 유기 소재보다 강성과 치수 안정성이 높은 유리 소재가 주목받는 가운데, 삼성전기는 미세 연결 통로를 형성하고 금속으로 채우는 TGV 등 핵심 기술 개발에 집중하고 있다.

삼성전기는 세종사업장에 파일럿 라인을 구축해 시제품을 제작하고 국내외 고객사를 대상으로 샘플 평가를 진행하고 있다. 일본 스미토모화학 계열 동우화인켐과는 유리 코어 생산을 위한 합작사 '글라셈(GlaSSEM)' 설립을 추진하며 양산에 필요한 공급망도 준비해왔다.

다만 최근에는 고객사 신뢰성 평가와 공정 수율 확보가 변수로 떠올랐다. 업계에 따르면 삼성전기가 제출한 TGV 모듈의 고객사 신뢰성 평가가 예상보다 길어지면서 글라셈 생산라인 구축을 위한 장비 발주 일정도 순연되고 있다. 삼성전기가 유리기판 투자 속도를 당분간 조절하고 기존 FC-BGA 등 수요가 확인된 고부가 패키지 사업에 우선순위를 두고 있다는 관측도 나온다.

아직 유리기판 시장이 본격적인 양산 단계에 진입하지 않은 만큼 고객사 인증과 공정 수율 확보에 시간이 필요한 상황이다. 삼성전기도 최근 KPCA Show에서 유리기판 관련 핵심 기술을 공개하며 개발을 이어가고 있다. 향후 고객사 평가와 수율 확보 속도에 따라 생산라인 투자와 양산 일정이 구체화될 것으로 보인다.

△ 첨단 패키징 생태계 확대…삼성전자와 연계 가능성도

삼성전기는 AI·서버용 FC-BGA를 기반으로 2.5D·2.1D와 유리기판까지 제품군을 넓히며 차세대 패키징 시장에 대응하고 있다. 모바일 중심이던 기판 수요가 AI·HPC와 전장으로 이동하면서 고성능·고집적 제품의 중요성이 커지고 있기 때문이다.

삼성전자 반도체(DS) 부문과의 연계 가능성도 관심사다. 삼성전자가 2.5D·3D 패키징 기술을 개발하고 있는 만큼 향후 삼성전자의 패키징 기술과 삼성전기의 기판 기술이 결합할 경우 공급망 대응력을 높일 여지가 있다.

삼성전기는 현재 실적을 뒷받침하는 FC-BGA와 차세대 2.5D·2.1D, 유리기판을 함께 준비하며 기판 사업의 고부가가치화를 추진하고 있다. AI 반도체 시장 확대에 따라 현재 제품의 공급을 늘리는 동시에 차세대 패키징 기술을 얼마나 빠르게 상용화하느냐가 향후 사업 성과의 주요 변수가 될 전망이다.