삼성전기·LG이노텍, “자사 기술력 앞세워 차세대 기판 시장 선점 목표”
KPCA Show 참가한 양대 부품사 FC-BGA 중심으로 기술력 선보여
[녹색경제신문 = 이선행 기자] 국내 양대 부품사가 나란히 국제PCB 및 반도체패키징산업전 2024(KPCA Show 2024)에 참가해 차세대 반도체 기판 기술력을 과시했다.
KPCA Show 2024는 국내외 기판, 설비, 소재 업체들이 참가해 최신 기술 동향을 공유하는 국내 최대 기판 전시회다. 오는 6일까지 송도컨벤시아(인천 연수구)에서 개최된다.
반도체 패키지 기판은 반도체 칩과 메인 보드를 연결해 고속의 전기적 신호와 전력을 안정적으로 주고받을 수 있게 도와준다. 온·습도 변화 및 오염으로부터 반도체를 보호하며, 열을 식혀주기도 한다.
보기에는 매우 얇고 평평하지만 단면을 보면 수많은 층들이 있고, 각각의 층에는 전기 신호를 주고받기 위한 작고 섬세한 회로들이 자리한다.
인공지능(AI) 반도체의 등장으로 기판의 중요성은 더욱 커져 그 모습 또한 변하게 했다.
다층 구조는 곧 더 많은 신호들을 주고받을 수 있음을 의미, 경쟁력으로 직결된다. 회로들은 더 많아지고 작아지며 기판 제조사들은 사이사이의 노이즈를 해결해야 하는 과제를 안았다.
기판 위에 오르는 칩의 수가 늘어나면서 기판의 크기 또한 커지는 추세인데, 발열 문제와 기판이 휘는 현상 또한 해결해야 한다.
올해 KPCA Show에서 삼성전기과 LG이노텍은 FC-BGA(Flip Chip-Ball Grid Array) 중심의 기술력을 선보였다.
FC-BGA는 고성능 반도체 패키징에 사용되는 기판이다. 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 신경망처리장치(NPU), 전기차, 클라우드, 서버 등에 주로 사용돼 대용량 데이터 처리 기능을 지원한다.
삼성전기, “2.1D패키지기판, Co-Package기판 기술 중점... 유리기판 최초 공개”
삼성전기는 2.1D 패키지기판, Co-Package기판 구조 등을 중심으로 전시를 꾸렸다.
2.1D 패키지기판은 미세화 기술을 적용해 반도체 칩을 패키지 기판 위에 직접 실장하는 구조다.
현재로서는 기판 자체가 칩과 바로 붙어 연결될 수 없다. 기판과 칩을 연결하는 실리콘 인터포저가 있어야 하고, 이 구조는 ‘2.5D 패키지기판’으로 불리며 널리 쓰이고 있다.
2.1D 패키지기판은 실리콘 인터포저가 없어 비용과 제조 공정이 줄어든다는 장점이 있다.
Co-Package 기판은 중앙처리장치(CPU)의 성능을 높이기 위해 SoC(System on Chip, 하나의 칩에 여러 시스템을 집적시킨 단일 칩 시스템반도체)와 메모리를 하나의 기판에 통합한 구조다. 신호가 짧아져 손실을 줄일 수 있다.
이외에도 삼성전기는 AI 스마트폰 AP용 FCCSP(Flip Chip Chip Scale Package) 기판과 메모리용 UTCSP(Ultra Thin chip Scale Package) 기판, AI 노트북용 박형 UTC(Ultra Thin Core) 기판, 수동소자 내장기술을 통해 반도체 성능을 높인 임베디드 기판 등을 소개헀다.
특히 유리기판이 눈에 띈다. 최초 공개다. 기판 코어(Core)에 유리를 적용한 기판은, 기판의 대면화로 발생하는 휨 문제과 신호 손실을 개선해 FC-BGA와 함께 차세대 기판으로 떠오르고 있다.
LG이노텍, “코어층 다양화해 신호 효율 높이는 MLC기술 주목”
LG이노텍은 멀티 레이어 코어(MLC; Multi Layer Core) 기술을 핵심으로 내세웠다.
코어층은 기판을 지지해주는 뼈대와 같다.
FC-BGA의 크기가 커지며 휘는 현상을 방지하기 위해, 코어층은 이론적으로 계속해서 두꺼워져야만 한다.
LG이노텍은 코어층의 소재 구성을 다양화해 문제를 해결하는 데 성공했다.
노트북·태블릿향에는 코어가 없거나(Coreless) 얇게 구현했고(Thin core), HPC(고성능컴퓨팅)·서버향은 상대적으로 두껍게 코어를 구성했다.
LG이노텍이 FC-BGA 신사업에 강한 자신감을 드러낸 배경에는 글로벌 시장점유율 1위의 무선주파수 시스템인패키지(RF-SiP), 플립칩 칩 스케일 패키지(FC-CSP), 칩온필름(COF) 등이 있다.
50년 이상 모바일(RF-SiP, FC-CSP)과 디스플레이 반도체 기판(COF, COB) 시장에서 쌓아온 기술력을 FC-BGA, 유리기판 등에서 이어가며 입지를 확고히 해 나가겠다는 계획이다.