[디지털데일리 배태용 기자] AI(인공지능) 시장이 빠르게 커지며 고성능화 및 소형화 수요도 커지는 가운데, 발열 및 전력 문제 해결을 위한 전자 부품들의 중요성도 커지고 있다. 삼성전기는 수요 확대에 발맞춰 실리콘 커패시터, 유리 기판 등 AI 향 제품 개발에 박차, 신성장 동력 마련에 나섰다.

10일 관련 업계에 따르면, 삼성전기는 AI 시장 확대에 발맞춰 실리콘 커패시터, 유리 기판을 역점 신사업으로 지정, 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 먼저 실리콘 커패시터는 지난해 4분기 실적 발표 컨퍼런스에서 언급, 올해 말 또는 내년부터 고성능 컴퓨팅 패키지용 기판에 적용, 양산할 계획이라고 발표했다.

실리콘 커패시터는 기존 MLCC(적층 세라믹 콘덴서) 대신 실리콘을 사용해 만든 새로운 종류의 커패시터다. 커패시터는 전기를 저장하는 역할을 하는 전자 부품으로, 다양한 전자 기기에서 사용된다.

MLCC와 달리 유전체가 세라믹이 아닌 실리콘 화합물이라 고온·고압·고주파 등 환경에서 정전용량을 안정적으로 유지할 수 있다는 장점이 있다. 그뿐만 아니라 실리콘의 특성상 실리콘 인터포저나 CPU 하단에 직접 부착할 수 있어 발열과 전력 소비를 크게 줄일 수 있다는 것이 최대 강점이다.

이규하 NH투자증권 연구원은 "삼성전기는 실리콘 커패시터 관련 기술력을 보유하고 있다"라며 "올해 말부터 전략 고객사 PC향으로 양산을 시작해 내년 약 1000억원 수준 매출을 기록할 것으로 예상된다. 반도체 업체들이 발열 및 전력 소비를 줄이는 것이 핵심인 만큼 향후 글로벌 업체들로 고객사 다변화가 가능할 것으로 보인다"라고 설명했다.

이와 함께 유리 기판 사업에도 뛰어들었다. 삼성전기는 당초 올해 안으로 반도체 유리 기판 시제품을 생산하겠다는 계획을 세우고 움직이고 있다. 삼성전기 세종사업장에 유리 기판 파일럿 라인 구축에 나선 상태다. 장덕현 삼성전기 사장은 1분기 실적 발표 컨퍼런스콜에서 "올해 생산라인을 만들고, 2026~2027년 정도에 고객사에 공급하는 것을 고려하고 있다”라고 말했다.

유리 기판은 기존 플라스틱을 소재로 만들었던 반도체 기판을 유리로 바꾼 것이다. 플라스틱 기판은 가격이 저렴하고 가공이 쉽다는 장점이 있지만, 내구성이 낮고 열에 취약해 반도체 성능을 떨어뜨릴 수 있다는 단점이 있다. 또 표면이 미세하게 거칠어 다양한 반도체 칩을 결합하는 데 한계가 있다.

하지만 유리 기판은 플라스틱과 비교해 열과 휘어짐에 강해 기존보다 25% 이상 얇게 만들 수 있고, 반도체 전력 소모량도 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또 소재가 딱딱한 만큼 세밀한 회로를 구현할 수 있는 특징을 갖추고 있다. 이 때문에 관련 업계에서 반도체 유리 기판은 '꿈의 기판'으로도 불린다.

다만 외부 충격에 약한 재질인 만큼, 열을 가하거나 타깃을 했을 때 깨지는 현상 등을 극복하는 게 해결 과제다. 패키지 기판 특성상, 유리를 깎거나 홀을 뚫어 전극(TGV)을 이어지게 해야 하는 만큼, 크게 만들수록 휨 현상, 내구성 약화 등의 기술적 한계도 보완해야 한다.

이창민 KB증권 연구원은 "AI 데이터 처리량이 기하급수적으로 늘어나면서 2030년에는 플라스틱 소재 기판으로는 감당이 어려울 것"이라면서 "유리 기판은 AI 가속기와 서버 중앙처리장치(CPU) 등 고품질 제품에 먼저 탑재된 뒤 점차 채용 제품군이 확대될 것"이라고 예상했다.