삼성전기와 LG이노텍이 'KPCA Show 2022(국제 PCB 및 반도체패키징산업전)' 전시회에 나란히 출전해 최근 인쇄 회로 기판(PCB) 품귀 현상으로 가격이 폭등한 고사양 FC-BGA(플립칩 볼그리드 어레이) 신제품을 두고 기술력을 과시했다.

22일 <녹색경제신문>이 양사의 치열한 기 싸움이 펼쳐지는 현장을 직접 다녀갔다. KPCA Show는 인천 송도컨벤시아에서 이달 21일부터 23일까지 사흘간 개최된다.

먼저, 올해 FC-BGA 반도체 기판 시장에 처음 진출을 선언한 LG이노텍의 부스부터 둘러봤다.

LG이노텍은 FC-BGA 기판 존을 따로 마련하고 신제품을 처음 공개했다. 이곳 시장 진출을 본격화한 지 얼마 안 된 만큼, LG이노텍의 기술력을 향한 사람들의 관심도 뜨거웠다.

이제 막 신제품을 선보인 것이지만, 회사측은 최고 난도의 기술력이 필요하다는 서버용 제품 양산까지 가능하다고 강조했다.

현장에 있던 LG이노텍 기판소재사업부 담당자는 “당사의 FC-BGA 기판은 PC 서버와 가전 통신, 데이터센터에도 들어갈 수 있고 전장 쪽 자율주행 구현은 물론, 서버용으로도 양산할 수 있다”라고 녹색경제신문에 말했다.

LG이노텍이 이번 신제품에서 가장 강조한 기술력은 바로 반도체 기판의 ‘휨 현상’을 최소화했다는 점이다. 회사측은 AI와 디지털 트윈 등 다양한 DX 기술을 FC-BGA 개발공정에 적용함으로써 이러한 기술력을 구현할 수 있었다고 설명했다.

이 담당자는 “서버 또는 데이터센터용 등 고사양으로 들어가다 보면 많은 데이터를 주고받아야 해서 사이즈 자체가 커지고 고다층화 될 수밖에 없다”라며, “그러다 보니 기판 레벨에서 제작하다 보면 열과 압력 등으로 기판 자체가 휘어버릴 수 있다”라고 말했다.

그러면서 “이러한 문제를 해결하기 위해 당사는 CTO(최고기술책임자)쪽과 함께 인공지능(AI) 시뮬레이션 툴을 만들었다”라며, “추출한 데이터를 가지고 이 시뮬레이터를 돌렸을 때 휜 정도의 수준을 확인할 수 있는데 이때 힘 차이가 크면 코어층을 두껍게 한다든지, CTE(열팽창계수)가 낮은 소재를 적용해서 기판을 제작해본다든지의 개발 활동을 하고 있다”라고 전했다.

더불어 반도체 기판 용도에 따라 고객이 원하는 두께로 제작할 수 있다는 점도 장점으로 내세웠다. 업계 최초로 무선주파수 시스템인패키지(RF-SiP)용 기판에 적용했던 코어리스 기술을 FC-BGA 기판에 적용한 것이 주효했다. RF-SiP는 LG이노텍이 세계 시장점유율 1위를 차지하고 있는 제품이다.

발걸음을 옮겨 삼성전기의 부스를 찾아가 봤다.

경쟁사 대비 한발 앞서 2017년부터 FC-BGA 사업을 시작한 삼성전기는 올해 말 생산 예정인 서버용 신제품을 집중적으로 보여줬다. 기존 일반 FC-BGA 대비 면적과 층수를 개선한 고사양 제품이다.

고속 신호처리에 대응하기 위해 제품 크기는 가로와 세로 각각 75mm로 일반 FC-BGA의 4배, 내부 층수는 2배인 20층 이상을 구현하는 데 성공했다.

삼성전기 부스의 현장 관계자는 “당사를 찾아오시는 분들이 서버용 FC-BGA 기판에 관심이 많으신 것 같다”라며, “FC-BGA는 최근 더 큰 사이즈를 원하는 수요에 대응하기 어려워 높은 기술력을 요구하는 제품”이라고 설명했다.

그러면서 “우리는 패키지 구조를 기존 싱글에서 멀티칩 구조로 바꿨으며 신호 Net와 범프 수를 각각 8배 늘리고, 크기 층수 역시 늘려 총면적을 총 5배 늘리는 데 성공했다”라며, “이렇게 넓어진 면적에 신호가 골고루 다 들어가도록 제품을 양산할 수 있는 곳은 현재 우리만 있는 거로 안다”라고 자신감을 드러냈다.

이외에도 삼성전기는 모바일 IT용 초소형 고밀도 반도체 기판으로 기존 제품보다 두께를 50% 줄인 FCCSP(Flip Chip Chip Scale Package), 여러 반도체 칩과 MLCC 등 수동 부품을 내장한 SiP(System in Package) 등도 함께 소개했다.

전시장 한편에는 반도체 패키지 기판 제조 공정 시연 모습을 생생하게 담은 영상으로 관람객들의 이목을 끌기도 했다.

한편 삼성전기와 LG이노텍 양사는 FC-BGA를 미래 먹거리로 지목하고, 제품 양산을 위한 시설 투자를 크게 확대하고 있다.

삼성전기는 FC-BGA 시설 구축에 올 6월 3000억원 추가 투자 계획을 발표했다. 이로써 지난해 12월부터 누적된 FC-BGA 투자 규모는 1조9000억원가량이다. LG이노텍도 총 1조원 규모의 투자를 계획한 것으로 전해진다. 올 2월 FC-BGA 시설·설비에 4130억원 투자하기로 결의하면서 시장 진출을 본격화했으며, 내년 양산을 목표로 구미 4공장에 FC-BGA 신규 생산라인을 구축하기로 했다.