서론
요즘 미국 필라델피아 반도체 지수가 엄청 빠지는 날들이 며칠 있었는데 그러면 우리나라 반도체 기업들의 주가도 영향을 받았는데 유독 영향을 안 받는 기업들이 있었는데 그 종목들이 유리기판 관련주들이었습니다. 그리고 삼성전자는 최근 소재 기업인 켐트로닉스와 장비 기업인 필옵틱스로부터 유리 인터포저 개발을 위한 합동 제안서를 받았다는 뉴스기사도 있고 해서 오늘은 유리기판과 유리인터포저에 대해 알아보도록 하겠습니다.
삼성전자 유리 인터포저
인터포저는 반도체 기판과 칩 사이의 원활한 연결을 돕는 소재로, 현재는 값비싼 실리콘이 주로 사용되고 있습니다. 그러나 유리로 제작된 인터포저는 다음과 같은 이점을 제공합니다:
- 비용 절감: 실리콘 대비 저렴한 유리 소재를 사용하여 제조 비용을 크게 낮출 수 있습니다.
- 내열성 및 내충격성: 유리는 열과 충격에 강해 반도체의 안정성을 높입니다.
- 미세 회로 공정 용이성: 유리의 특성상 미세한 회로 구현이 수월하여 고성능 반도체 제작에 유리합니다.
이러한 이유로 유리 인터포저는 반도체 경쟁력을 한 단계 끌어올릴 수 있는 '게임 체인저'로 평가받고 있습니다.
삼성전기의 유리기판 (글라스 코어 기판)
한편, 삼성전기의 경우 유리기판 개발에 주력하고 있으며, 2027년 양산을 목표로 하고 있습니다. 유리기판은 기존 플라스틱 기판의 한계를 극복하고, 실리콘 인터포저를 대체할 수 있는 차세대 소재로 주목받고 있습니다. 특히, 플라스틱 기판의 대형화 시 발생하는 휨 현상을 최소화할 수 있어 고성능 반도체 제작에 적합합니다.
유리기판의 주요 특성과 장점
- 표면 매끄러움과 초미세 회로 구현: 유리기판은 표면이 매우 매끄러워 노광 장비를 활용하여 더 많은 초미세 선폭 회로를 그릴 수 있습니다. 이를 통해 반도체의 집적도를 향상시키고, 성능을 극대화할 수 있습니다.
- 다양한 소자 통합: 유리기판은 MLCC(적층세라믹콘덴서) 등 다양한 소자를 내부에 통합할 수 있어, 표면에는 대용량 CPU와 GPU를 장착할 수 있습니다. 이는 반도체 패키지의 기능성을 크게 향상시킵니다.
- 데이터 처리 속도 및 전력 효율 개선: 유리기판은 기존 기판 대비 데이터 처리 속도가 약 40% 빨라지고, 전력 소모는 절반으로 줄어듭니다. 이는 고성능 반도체의 효율성을 크게 향상시킵니다.
- 패키지 두께 감소: 실리콘을 중간 기판으로 사용할 필요가 없어 패키지 두께를 절반 이상으로 얇게 만들 수 있습니다. 이는 소형화된 전자기기 설계에 유리합니다.
- 열 및 휘어짐에 대한 내구성: 유리기판은 열과 휘어짐에 대한 내구성이 높아, 발열 문제가 큰 이슈인 AI 반도체 패키징에 최적의 솔루션을 제공합니다.
- 대면적화 용이성: 유리기판은 대면적화가 용이하여, 데이터센터와 AI 반도체 시장을 중심으로 수요 증가가 예상됩니다.
유리기판과 유리 인터포저 기술을 간단 정리
1. 유리기판 (Glass Substrate) - 삼성전기
- 반도체 패키징에서 기존 플라스틱(유기) 기판을 대체할 차세대 기판입니다.
- 표면이 매우 매끄러워 더 정밀한 회로 구현이 가능하며, 데이터 처리 속도를 높이고 전력 소비를 줄이는 효과가 있습니다.
- 기존 PCB(Printed Circuit Board) 기반의 패키징보다 고밀도 집적과 대면적화가 용이하여, AI 반도체 및 데이터센터용 칩 등에 적합합니다.
2. 유리 인터포저 (Glass Interposer) - 삼성전자
- **인터포저(Interposer)**는 반도체 칩과 기판 사이에서 신호를 전달하는 중간 매개체입니다.
- 기존에는 실리콘 인터포저가 많이 사용되었는데, 가격이 비싸고 생산이 까다롭다는 단점이 있습니다.
- 유리 인터포저는 실리콘보다 저렴하고, 열과 충격에 강하며 미세회로 구현이 용이하여 고성능 반도체의 가격 경쟁력을 높일 수 있습니다.
🔹 차이점 정리
| 유리기판 | 유리 인터포저 | |
| 역할 | 반도체 패키징 기판 | 반도체 칩과 기판을 연결하는 중간층 |
| 기존 대체재 | 플라스틱(PCB 기반) 기판 | 실리콘 인터포저 |
| 장점 | 초미세 회로 구현, 데이터 처리 속도 증가, 전력 소비 감소 | 가격 절감, 열·충격 강함, 미세회로 공정 용이 |
| 적용 분야 | AI 반도체, 데이터센터 칩, 고성능 컴퓨팅 | 고성능 반도체 패키징, 2.5D·3D 반도체 패키징 |
국내에서 유리기판 관련 기술을 보유한 주요 기업들
국내에는 유리기판 관련 기술을 보유하거나 개발 중인 여러 기업들이 있습니다.
- SKC: SKC는 반도체 산업의 '게임 체인저'로 불리는 유리기판 사업을 진행하고 있습니다. 자회사인 앱솔릭스가 미국 조지아주에 유리기판 공장을 준공하였으며, 이는 글로벌 반도체 기업들과의 협력 가능성을 높이고 있습니다.
- 기가비스: 반도체 기판 광학검사장비 전문기업으로, 2024년 SKC와 미국 어플라이드 머티어리얼즈의 합작사인 앱솔릭스에 유리기판 검사솔루션 양산과 납품을 위한 퀄테스트에 통과했고 향후 유리 기판 시장이 확장된다면 큰 수혜를 입을 것이라고 보고 있습니다.
- 필옵틱스: 디스플레이 산업에서 축적한 레이저 가공 기술을 바탕으로 유리기판 핵심 장비인 TGV 설비를 개발·양산하고 있으며, 유리 인터포저 생산 장비 개발에 참여하고 있습니다.
- 켐트로닉스: 반도체 및 디스플레이 소재 분야에서 유리기판 관련 기술을 보유하고 있으며, 삼성전자의 유리기판 사업 진출 소식에 따라 관련주로 주목받고 있습니다.
- 케이씨텍 : 반도체 CMP공정, 세정장비/디스플레이 Wet-station 및 Coater장비, 반도체 Slurry 등 라인업을 갖추고 있습니다.
- 와이씨켐 : 유리기판 전용 핵심 소재를 개발해 고객사에 납품하기 시작하면서 올해부터 매출인식이 본격화 될 것이라고 함. 반도체 공정 재료 부문에서 특수 Surfactant와 polymer를 활용하여 ArF공정 시 패턴 쓰러짐을 방지하는 용액 개발에 성공하여 상용화함. ArF & KrF 포토레지스트용 rinse를 세계 최초로 개발하였고, ArF Immersion 공정용 rinse를 세계 최초로 개발하여 양산화하였습니다. 2023년 3월 영창케미컬에서 와이씨켐으로 상호변경
- 아바코: 세계 최초로 유리기판 핵심 장비 개발에 성공하였으며, 삼성, SK, LG 등 국내 대기업들의 유리기판 사업 확장에 긍정적인 영향을 미치고 있습니다.
- 씨앤지하이테크 : 반도체와 디스플레이 제조 공정에서 필수적인 CCSS(화학약품 중앙공급 장치)를 핵심사업으로 영위
- 램테크놀러지: 유리기판 TGV(Through Glass Via) 식각액 개발 관련 기술 특허를 보유하고 있으며, 삼성전기와의 협력을 통해 차세대 패키징 기술 개발에 기여하고 있습니다.
- HB테크놀러지: 유리기판 검사장비 공급이 예상되는 기업으로, 유리기판의 품질 관리에 필요한 검사 장비를 개발하고 있습니다.
- 미래컴퍼니: 디스플레이 분야의 유리기판 엣지그라인더(Edge Grinder) 제품을 보유하고 있습니다.
- 주성엔지니어링: 유리기판 제조에 필요한 TGV(Through Glass Via) 장비를 개발 중에 있으며, 향후 시장에서의 역할이 기대됩니다.
결론
요즘 경제티비나 유튜브를 보면 온통 유리기판을 강조하고 있는데 관련기업들은 대충 알고 있었지만 이번기회에 유리기판이 뭔지 유리인터포저가 뭔지 왜 개발을 하려고 하는지 알고 싶어 정리해보았습니다. 삼성전자의 유리 인터포저 및 유리기판 개발은 반도체 패키징 기술의 혁신을 이끌고 있으며, 국내 기업들과의 협력을 통해 글로벌 경쟁력을 강화하고 있습니다. 향후 이러한 기술이 상용화되면, 반도체 산업 전반에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 전망됩니다.
*** 위에 기업들은 추천주가 절대 아닙니다. 기업 공부차원에서 정리한 글입니다. 참고만 하십시요. ***
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