"AI發 반도체기판 성장… 2년 뒤엔 자동차가 이끈다"

PC 시장의 불황이 이어지고 있지만 인공지능(AI) 등 첨단 산업의 발전으로 고성능 패키지기판 시장도 성장할 전망이다.

6일 김용훈 삼성전기 패키지마케팅 그룹장은 인천 송도 컨벤시아에서 열린 'KPCA show 2023(국제PCB 및 반도체패키징산업전)' 국제심포지엄에서 '반도체 패키지 기판의 기술 동향 및 개발 현황'을 주제로 발표했다.

김 그룹장은 "반도체 시장은 고성능 반도체 수요로 오는 2027년까지 연평균 9% 성장이 예상된다"며 "이 중 패키지 기판은 주요 기업의 스케일 업 영향으로 오는 2027년까지 연평균 7% 성장할 것"이라고 말했다.

반도체기판은 고집적 반도체 칩과 메인보드를 연결해 전기적 신호와 전력을 전달하는 제품이다. 서버, AI, 클라우드, 메타버스, 전장 등 산업 패러다임 변화에 따라 반도체기판이 반도체 성능 차별화의 핵심이 되고 있다. 반도체 고성능화에 따라 반도체기판도 내부 층수 증가, 미세회로 구현, 층간 미세 정합, 두께 슬림화 등 고난도 기술이 요구되는 제품이다.

특히 반도체 시장의 성장 동력으로 AI가 꼽히고 있다. 김 그룹장은 "PC 시장의 불황으로 기판도 좋지 않지만 최근 AI가 급성장하면서 반도체의 핵심이 됐다"며 "챗GPT와 같은 생성형 AI는 HPC(고성능컴퓨팅)가 요구되고 있기 때문"이라고 설명했다.

생성형 AI 확대에 따른 데이터 저장, 처리를 위한 고성능 제품이 필요하게 되면서 HPC 시장도 연평균 5% 이상 성장할 전망이다. 

AI와 함께 전장 시장도 미래 성장동력으로 떠오르고 있다. 김 그룹장은 "현재 챗GPT를 메인으로 AI가 급성장하고 있지만, 2~3년 후에는 ADAS(첨단 운전자 보조시스템) 시장이 성장할 것"이라고 말했다.

장덕현 삼성전기 사장도 취임 후 줄곧 "주력 사업군을 두 성장축인 차세대 IT 혁명과 전장향에 효과적으로 조절해 나가는 한편, 관련 기술 개발과 시장 우위 확보를 지속적으로 추진해 나갈 계획"이라고 강조한 바 있다.

이와 더불어 기판업계에서는 최근 떠오르고 있는 고대역폭 메모리(HBM) 연결을 위한 2.nD, 3D 등 다양한 플랫폼을 개발 중인 것으로 전해졌다.

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 기존 D램 대비 데이터 처리 속도를 높인 메모리다. 이 HBM을 로직반도체와 연결해 AI칩을 만들기 위해서는 2.5D 패키징과 같은 기술이 활용된다. 하지만 AI칩 내 HBM 탑재 수가 현재 6~8개에서 향후 10~12개로 증가하면, 2.5D 패키징의 한계가 나타날 수 있다.

김 그룹장은 "HBM 탑재 수가 10개 이상으로 넘어가면 인터포저 사이즈가 커질 수 밖에 없는데, 이렇게 되면 웨이퍼 한 장 당 생산 가능한 제품 수가 줄어든다"며 "이에 여러 업체가 비용 효율성을 높이기 위한 2.3D, 2.1D 등 대안 기술을 개발 중"이라고 밝혔다.