[비즈니스포스트] SKC가 미국 자회사 앱솔릭스를 통해 개발한 ‘반도체 유리기판’을 미국 반도체 제조사로부터 인증을 받고 있으며, 내년 상반기 세계에서 가장 먼저 양산에 들어갈 것으로 예상된다.  

이는 국내 삼성전기, LG이노텍 등 경쟁사에 비해 1년 이상 더 빨리 양산하는 것이다. SKC가 예정대로 내년 상반기 양산에 성공하고 미국 반도체 제조사에 납품을 시작한다면 기존 반도체 기판 시장의 큰 판도 변화를 몰고올 것으로 보인다.   

5일 반도체 업계 취재를 종합하면 SKC가 번도체 유리기판 양산을 위한 마지막 단계에 돌입했다.

SKC 관계자는 “현재 반도체 유리기판은 빅테크 기업들 인증을 받고 있는 상황”이라며 “미국 자회사 앱솔릭스를 통해 내년 상반기 양산에 들어갈 것”이라고 말했다. 

앞서 삼성전기는 2026년에서 2027년 반도체 유리기판 양산을 목표하고 있다고 밝혔다. 그러면서 올해 1월 미국 'CES 2024'에서 유리기판 샘플을 공개했다. 다만 양산까지는 수율 확보, 고객사 인증 등 많은 단계가 남아있다. 

업계 관계자는 “SKC가 경쟁사와 비교해 앞선 기술력을 가진 것은 분명해 보인다”며 “삼성전기 등이 기술력 격차를 빠르게 좁힐 수 있을지가 관건”이라고 말했다.

LG이노텍은 지난 4월 정기 주주총회에서 반도체 유리기판 사업을 준비하고 있다고 밝혔다. 지난 5월에는 반도체용 유리기판 관련 연구개발(R&D) 인력 충원에 나섰다. 그러나 구체적 양산 목표 시기는 공개하지 않았다.

SKC가 내년 상반기 양산에 들어간다면, 세계 반도체용 유리기판의 새로운 기준을 제시할 것으로 전망된다.

업계 관계자는 “SKC가 성공적으로 양산한다면 유리기판의 수율, 생산능력, 안정성 등의 새로운 기준을 세우게 되는 것"이라고 말했다.

업계는 SKC의 반도체 유리기판이 그동안의 기술적 한계를 어느 정도 극복했는지 촉각을 곤두세우고 있다.

반도체용 유리기판은 소재 특성상 깨지기 쉽고, 유리를 깎거나 홀을 뚫어 전극(TGV)을 이어야하는 기술적 문제가 있으며, 기판을 크게 만들수록 휘는 현상 등이 문제로 지적돼왔다.
 

반도체용 유리기판은 고대역폭메모리(HBM) 등 인공지능(AI) 반도체와 반도체 패키징 기술에 혁신을 가져올 ‘꿈의 기판’이라 불린다.

기존 플라스틱 기판 대신 유리기판을 활용하면 종전에 비해 반도체 패키징 두께를 25% 줄일 수 있고, 기존 방식보다 소비전력을 30% 이상 개선할 수 있다. 기판의 데이터 처리 속도는 40%더 빠를 것으로 예측되고 있다.

반도체 패키징 두께가 줄어든다는 것은 더 많은 반도체 적층이 가능해져, 한정된 크기에 더 많은 용량과 개선된 성능을 제공한다는 걸 의미한다.  

게다가 유리 소재 특성상 표면이 매끄럽고 가공성이 우수해 3나노 이하 초미세 공정의 반도체 패키징에 적합하다. 

일각에선 반도체용 유리기판 기술이 세계 최대 파운드리(위탁 생산) 기업인 대만의 TSMC마저 위협할 것으로 보고 있다. 이용원 조지아텍 교수는 “유리기판은 TSMC가 자랑하는 2.5차원(D) 반도체 패키징 기술인 'CoWoS' 기술을 위협할 정도로 혁신적 기술”이라고 말했다.

CoWoS는 정보처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), HBM 등을 실리콘 기반의 중간기판(인터포저) 위에 올리는 방식을 사용한 기술이다. 이 공정에 발열관리와 안정적 수율 기술을 더해 엔비디아 등 많은 빅테크 기업들의 위탁생산 주문을 받고 있다.

그러나 유리기판이 상용화되면 CoWoS 기술은 무의미해질 가능성이 높다는 게 이 교수의 설명이다.

유리기판은 인터포저를 사용하지 않아 더 많은 공간 활용이 가능해져, 집적도를 더 높일 수 있기 때문이다. 조지아텍 연구진은 유리기판을 사용하면 CoWoS와 비교해 기판 위 칩 탑재량을 3.7배 가량 늘릴 수 있다고 분석했다.

유리기판은 향후 기존 기판을 대체해 고성능 AI 반도체와 서버용 반도체에 주로 사용될 것으로 보인다. 애플은 이미 M5 등 다음 세대 반도체 칩에 유리기판 사용을 검토하고 있는 것으로 알려졌다.

이 교수는 “유리기판의 타깃 시장은 명확하다”며 “향후 하이엔드 AI용 반도체와 서버용 반도체에 사용될 것”이라고 말했다.

한편 시장조사업체 더인사이트파트너스에 따르면 세계 유리기판 시장 규모는 올해 2300만달러(약 315억원)에서 연평균 약 5.9% 성장해 2034년에는 42억달러(약 5조7860억원)로 커질 것으로 전망됐다. 김호현 기자