차세대 ‘AI 기판’ 띄운 삼성·LG…超대면적·유리기판 총출동

한국PCB반도체패키징산업협회(KPCA)와 인천광역시가 9일 인천 송도컨벤시아에서 개최한 'KPCA 쇼 2026'에서 삼성전기와 LG이노텍이 각각 차세대 패키지기판을 공개했습니다. 패키지기판은 반도체 칩과 메인보드 사이에서 전기 신호를 주고받는 판입니다. 삼성전기는 고밀도 칩 연결 구조를 구현한 2.5D·2.1D 패키지기판을 전면에 내세웠습니다. LG이노텍은 AI 가속기용 대면적 플립칩-볼그리드어레이(FC-BGA) 기판 실물을 이번 행사에서 처음 공개했습니다. FC-BGA는 칩을 뒤집어 기판에 직접 연결하는 방식의 기판입니다.

LG이노텍이 공개한 신제품은 기존 85㎜급 제품보다 면적을 약 40% 키운 100㎜급 초대형 기판입니다. 크기만 키운 것이 아니라, 연산을 담당하는 GPU·NPU와 메모리를 하나의 패키지로 묶기 위해 회로를 촘촘히 넣고 층수를 늘린 고다층 구조를 적용했습니다. 이 제품의 양산 계획 시점은 2027년입니다. 여기에 유리를 소재로 쓰는 유리기판은 2028년 양산을 목표로 개발 중이라고 밝혔습니다. 실물 공개에서 양산까지, 회사가 제시한 일정은 몇 년 단위로 앞에 놓여 있습니다.

기판이 커지고 회로가 촘촘해지면 곧바로 문제가 따라옵니다. 대면적 기판은 휘어지기 쉽고, 휘면 미세한 연결이 어긋납니다. 삼성전기가 내세운 2.5D 패키지기판은 여러 고성능 칩을 하나의 기판 위에서 고밀도로 연결하는 기술입니다. 삼성전기는 대면적 기판의 휨을 줄이면서, 초미세 회로와 비아, 범프를 구현했다고 밝혔습니다. 비아는 층과 층을 잇는 미세한 전기 통로이고, 범프는 칩과 기판을 붙이는 미세 돌기입니다. 회사는 이를 통해 데이터 전송 속도와 전력 효율을 높였다고 설명했습니다.

두 회사가 공개한 기술에는 무언가를 덜어내는 방향도 함께 있습니다. 삼성전기의 2.1D 패키지기판은 칩과 칩을 잇는 데 쓰이던 실리콘 인터포저, 즉 중간 연결판 없이 칩을 연결할 수 있는 기술입니다. LG이노텍이 공개한 칩 임베딩은 칩을 기판 표면에 얹는 대신 기판 내부에 넣는 방식입니다. 연결 거리가 짧아지면 신호 전달 속도가 올라가고 전력 손실은 줄어듭니다. 부품을 더 쌓아 성능을 올리는 대신, 중간 단계를 없애 거리를 줄이는 접근입니다.

두 회사가 함께 언급한 소재는 유리입니다. 기판의 중심 뼈대를 코어라고 부르는데, 여기에 유리를 쓰면 기존 유기 소재보다 강성과 치수 안정성이 높습니다. 대형 기판에서도 휨을 줄일 수 있다는 것이 삼성전기가 밝힌 이유입니다. 삼성전기는 이날 유리에 미세 연결 통로를 만든 뒤 금속으로 채우는 기술과 표면 정밀가공 기술을 공개했습니다. LG이노텍은 유리기판을 2028년 양산 목표로 개발하고 있다고 밝혔습니다. 같은 소재를 두고, 두 회사가 각자 다른 단계에 서 있는 상태입니다.

이날 공개된 것 가운데 지금 시장에 나와 있는 제품은 없습니다. LG이노텍의 100㎜급 FC-BGA는 2027년, 유리기판은 2028년이 회사가 제시한 양산 목표 시점입니다. 즉 이번 전시는 결과 발표가 아니라 개발 단계의 공개입니다. AI 반도체 관련 발표를 읽을 때 확인할 지점은 성능 수치보다 양산 시점과 그 시점이 계획인지 확정인지입니다. 9일 송도의 부스에 놓였던 것도 완성품이 아니라, 앞으로 몇 년을 겨눈 판이었습니다.

현장 공개 내용