삼성은 2.5D, LG는 FC-BGA…AI 서버용 ‘기판 전쟁’ 뜨겁다

삼성전기 2.5D·2.1D, LG이노텍 100㎜ FC-BGA 출격
AI 가속기 겨냥 대면적·고밀도 패키지기판 기술 경쟁
‘유리기판’까지 전선 확대…차세대 시장 선점 속도전

9일부터 11일까지 인천 송도컨벤시아에서 열리는 'KPCA Show 2026(국제 반도체 기판 및 첨단 패키징 산업전)'에 삼성전기와 LG이노텍이 나란히 참가해 AI 서버용 차세대 반도체 패키지기판 기술을 선보인다. 두 회사는 이번 전시에서 각각 2.5D·2.1D 패키지기판과 AI 가속기용 FC-BGA를 앞세워 고성능 반도체 시장을 정조준했다. 특히 미래 기판 소재로 꼽히는 유리기판을 놓고도 양사의 기술 경쟁이 본격화되는 모습이다.

삼성전기는 이번 전시에서 2.5D·2.1D 패키지기판 기술을 소개한다. 생성형 AI 확산으로 AI 가속기의 데이터 입출력(I/O)이 급증하면서 기판에도 대면적·고다층 구조와 고밀도 연결 능력이 요구되는 데 대응한 기술이다. 2.5D 패키지기판은 대면적·고다층 기판의 휨을 줄이면서 고속 신호 전달을 구현했고, 2.1D 패키지기판은 실리콘 인터포저 없이 반도체 칩 간 직접 연결이 가능해 고속·고집적 연결 경쟁력을 강화했다. 삼성전기 주혁 부사장(패키지솔루션사업부장)은 “AI 가속기와 서버, 자율주행 등 고성능 반도체 시장이 성장하면서 패키지기판의 역할과 기술 난도도 빠르게 높아지고 있다"며 “대면적·고다층·초미세회로 기술과 차세대 패키징 기술을 고도화해 하이엔드 반도체 패키지기판 시장에 대응하겠다"고 말했다.

LG이노텍은 AI 가속기용 FC-BGA(Flip Chip-Ball Grid Array)를 처음 공개한다. 한 변의 길이가 100mm를 넘는 대면적 기판으로, GPU·NPU 등 고성능 반도체에 맞춰 회로 집적도와 대면적 설계 기술을 끌어올렸다. 기판 내부에 칩을 넣어 연결 거리를 최소화하는 칩 임베딩 기술이 신호 전달 성능을 높이고 전력 손실을 줄이는 핵심 경쟁력으로 꼽힌다. 회사는 2027년 AI 학습·추론용 고부가 FC-BGA 양산을 목표로 하고 있다. 조지태 패키지솔루션사업부장(전무)은 “이번 전시는 LG이노텍의 기판이 AI, 스마트폰, 모빌리티 등 다양한 산업과 일상 속에서 어떻게 활용되는지 직관적으로 확인할 수 있을 것"이라며 “혁신 제품을 앞세워 기판 시장의 패러다임을 바꿔나갈 것"이라고 밝혔다.

◇ 차세대 소재 유리기판부터 자동차·모바일까지 응용처 확대

두 회사는 유기 소재 기판의 한계를 넘어설 차세대 소재로 꼽히는 유리기판 개발에서도 나란히 속도를 내고 있다. 삼성전기는 코어 소재로 유리를 적용해 기판의 휨을 줄이고 층수를 낮추면서도 신호 특성과 전력 효율을 확보하는 기술을, LG이노텍은 기판 내부 코어층을 유리로 대체해 휨 현상과 회로 왜곡을 최소화하는 기술을 각각 선보인다. LG이노텍은 2028년 양산을 목표로 개발 속도를 내고 있다.

응용처 확장 경쟁도 뚜렷하다. 삼성전기는 데이터센터·모바일용 UTCSP(코어리스 구조)와 UTC 패키지기판, 스마트폰용 코패키지 기판에 이어 고온·고습을 견뎌야 하는 자율주행용 패키지기판까지 라인업을 넓혔다. LG이노텍은 통신용 반도체 기판 시장을 겨냥한 Cu-Post(구리 기둥) 공법과 글로벌 1위 RF-SiP 기판, 추론형 AI 확산에 힘입어 수요처가 다변화된 FC-CSP 기판, 그리고 팔라듐·금 등 귀금속 도금 없이 고성능을 구현하는 친환경 스마트 IC 기판 '에코노바'까지 전시 목록에 올렸다.

LG이노텍 패키지솔루션사업은 올 상반기 매출 9356억원, 영업이익 996억원을 기록해 전년 대비 각각 18%, 94% 증가했다. 영업이익률도 6.5%에서 10.6%로 오르며 성장성과 수익성을 동시에 입증했다. LG이노텍은 이 사업을 미래 핵심 성장축으로 삼아 2031년까지 영업이익 1조원 규모로 키우겠다는 방침이다.

김하나 기자 uno@ekn.kr