지난 14일 삼성전기 부산사업장에서 기자들에게 삼성전기 임직원이 반도체 패키지 기판 제작 공법을 설명하고 있다.[삼성전기 제공]

[헤럴드경제=김지헌 기자] “범죄와의 전쟁이 아니고, 이물과의 전쟁?”

지난 14일 부산광역시 강서구에 위치한 삼성전기 부산사업장 내 반도체 패키지 기판(FCBGA) 공장 앞. 지난 2012년 개봉된 하정우·최민식 씨 주연의 ‘범죄와의 전쟁’ 포스터를 패러디한 입간판이 공장 유리문 입구마다 줄줄이 설치된 모습이 이목을 끌었다.

해당 입간판에는 원래 포스터에 나오는 배우 하정우·최민식 씨 얼굴 대신에 삼성전기 반도체 패키지솔루션 사업부 임원진 얼굴이 합성돼 있었고, 간판 중심에는 ‘이물과의 전쟁’, 하단에는 ‘패키지 전성시대’라는 문구가 각각 새겨졌다.

이물은 반도체 기판을 만들 때 불량을 유발할 수 있는 이물질을 뜻한다. 건물 앞에 세워진 패러디 입간판은 결국 기판 제작시 티끌만한 불량 요소라도 없애 회사의 판매 이익을 높이자는 작업 독려 메시지였던 것이다.

삼성전기가 ‘범죄’가 아닌 ‘이물’과의 전쟁을 선포한 이유는, 바로 반도체 패키지 기판 시장이 회사의 차세대 먹거리로 부상하고 있기 때문이다.

삼성전기 부산사업장 전경[삼성전기 제공]

반도체 패키지 기판이란 스마트폰·PC 등 완제품 안에서 반도체 칩과 메인 기판 사이를 연결해 역할을 하는 부품을 뜻한다. 특히 패키지 기판의 일종인 플립칩 볼 그리드 어레이(FCBGA)는 주로 PC, 서버, 네트워크, 자동차 등의 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU) 반도체 칩에 사용된다.

절대적인 규모로 보면 반도체 칩 시장이 훨씬 크지만, 성장률로 따지면 패키지기판의 가능성이 더 주목된다. 패키지 기판 시장은 2022년 113억달러(약 15조원) 수준일 것으로 예상되며, 연평균 10% 가량 성장해 2026년에는 170억달러(약 22조5000억원) 규모 시장으로 확대될 전망이다. 특히, 5G 안테나, ARM CPU, 서버, 전장 등으로 기판 사업이 확대되고 있다.

반면 반도체 시장은 2022년에 6760억달러(약 895조7000억원) 규모가 예상되지만, 2026년까지는 연간 4% 가량 성장하는 데 그칠 것이란 분석이다.

삼성전기는 올해 네트워크용 FCBGA 양산을 시작했다. 하반기에는 서버용 제품 양산을 통한 고성능의 하이엔드급 패키지기판 시장 점유율을 높일 계획이다.

앞서 삼성전기는 1991년부터 기판사업을 시작하여 1997년 BGA(FC-CSP) 첫 양산, 2002년 FCBGA 첫 양산에 성공했다. 특히, 플래그십 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)용 반도체 패키지기판의 경우 점유율 1위를 기록 중이다. 패키지기판의 지난해 생산실적은 70만3000㎡(제곱미터)로, 이는 축구 경기장 100개 면적과 맞먹는다. 현재도 설비 가동률은 거의 100% 수준을 유지하고 있다. 특히 삼성전기 부산사업장은 2004년 세계 최초로 가장 얇은 두께(13마이크로미터 이하)의 FCBGA를 양산하며 관련 제품의 핵심 전략 기지 역할을 하고 있다.

삼성전기 반도체 패키지기판 제품사진[삼성전기 제공]

삼성전기는 지난 6월 국내 부산·세종사업장과 베트남 생산법인의 반도체 패키지 기판(FCBGA) 시설 구축에 3000억원 규모 추가 투자를 결정했다. 지난해 12월에는 베트남 법인에 1조원 규모 투자를 집행했는데, 삼성전기가 기판 사업에 조 단위 규모의 대형 투자를 단행한 것은 이례적이란 분석이 나온다. 업계에선 해외 제조사와의 경쟁이 그만큼 치열하기 때문이라고 평가한다. 현재 일본 이비덴, 신코덴키, 대만 유니마이크론 등 역시 수천억원에서 수조원까지 들려 패키지기판 투자에 달려들고 있다.

삼성전기는 서버용 FCBGA 분야를 특히 강화할 예정이다. 서버용 FCBGA는 패키지기판 중 가장 기술 난도가 높은 제품으로, 일본 이비덴과 신코덴키 등 일부 업체만 최첨단 기판을 생산하고 있다.

서버용 CPU·GPU의 경우, 고성능화되면서 하나의 기판 위에 여러개의 반도체를 실장해야하는 특성이 있다. 이로 인해 서버용 FCBGA는 일반 PC용 FCBGA보다 기판 면적이 4배 이상 넓고, 층수도 20층 이상으로 2배 이상 높게 만들어진다. 이에 따라 기판의 대형화와 고층을 위한 생산 수율 관리가 중요해지며, 이를 위한 전용 설비 구축도 필요하다. 쉽게 후발주자들이 해당 기술력을 따라잡지 못하는 이유이기도 하다.

앞서 삼성전기는 올해 하반기 국내 최초로 서버용 FCBGA 양산해 서버, 네트워크, 전장 등 하이엔드 제품 확대로 글로벌 3강으로 도약할 것이라고 밝힌바 있다.

고의영 하이투자증권 연구원은 “반도체 기판의 호황으로 기판솔루션의 이익기여도는 작년 15%에서 올해 30%로 대폭 확대될 전망”이라며 “특히 FCBGA 관련 매출의 가파른 성장세가 기대된다”고 내다봤다.