"반도체 시장이 현재 불경기다. 지금이 신제품을 테스트할 수 있는 시기. 미리 예측한 SKC는 발빠르게 반도체 글라스 기판을 시장에 선보였다. 생산 설비도 미국 조지아에 짓고 있다. 목숨걸고 준비했다. 반도체 글라스 기판은 고성능 반도체 패키징 산업의 '게임 체인저'가 될 것. 지켜봐달라"

박원철 SKC대표의 말이다.

SKC는 지난 5~8일(현지시간) 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 산업 박람회 CES 2023에서 반도체 글라스 기판의 실물을 처음으로 일반에 공개했다.

현장에는 가로세로 각각 50cm의 넓은 면적에 일반 기판의 4분의 1에 불과한 0.8mm의 두께, 매끄러운 표면 등과 함께 기존 반도체 패키징용 기판의 한계를 극복한 글라스 기판의 실물을 확인할 수 있었다.

CES2023 현장에서 만난 박원철 SKC 대표는 글라스 기판을 선보인데에 고성능 컴퓨팅(HPC) 시장 확대에 따른 패키징 고도화를 배경으로 들면서 반도체 산업이 맞닥뜨린 한계를 극복하려면 패키징 산업을 키워야 한다고 강조한다.

박 대표는 "5나노 칩 개발에 7000억원이 드는데 성능 개선 효과는 20%에 불과하다. 이는 투자 대비 가격이 오르지 않다는 것을 뜻한다. 이게 반도체 시장의 한계. 이에 이종접합 패키징으로 앞서 한계를 돌파해야 한다"며 "칩 자체의 성능이 두 배가되면 가격도 똑같이 두 배로 상승한다. 이같은 이유로 글로벌 반도체 회사들이 칩을 고성능화 시키는데 목숨 거는 것. 고성능 컴퓨팅 시장에 따른 패키징이 고도화 되고 있기 때문"이라고 말했다.

패키징이란 여러 개의 반도체를 하나의 기판에 실장해 하나의 패키지로 만드는 것을 뜻한다. CPU, GPU, 메모리 등 반도체들이 여러 MLCC와 함께 기판에 하나의 부품으로 패키징 된다. 지금까지 널리 쓰고 있는 플라스틱 기판은 고르지 못한 표면 때문에 미세화를 거듭하는 고성능 반도체 패키징용으로는 한계를 보였다. 이에 표면이 매끈한 실리콘을 중간 기판으로 사용하는 기술을 개발한 외국 반도체 위탁생산 기업이 시장을 주도하고 있다. 하지만 AI, 자율주행 등 신기술이 빠르게 발전함에 따라 컴퓨팅용 반도체 기술에 대한 니즈도 증가하는 추세다.

SKC는 이에 초점을 맞췄다.

SKC는 앱솔릭스를 필두로 반도체 글라스 기판을 시장에 처음 선보였다. 앞서 반도체시장의 한계를 극복하기 위해서다.

박 대표는 "반도체 시장이 불경기인데가 한계에 봉착했다. 기술들이 고성능화 됨에 따라 반도체도 고성능으로 변하고 있는 추세다. 현지 불경기인 이유는 가격의 문제도 있지만 대체할 반도체가 없기 때문"이라며 "과거 세계 파운드리(반도체 위탁생산) 1위인 대만의 TSMC에 종속된 것도 같은 이유"라고 말했다.

그러면서 "이같은 한계에 부딪쳤지만 반도체 시장은 보수적이기 때문에 대기업들도 크게 움직이지 않았다. 이에 SKC가 앱솔릭스를 필두로 움직인 것'"이라며 "유리를 쓴다는 생각은 아무도 안한 것같다. 한국에서 처음 반도체에 유리를 얹었다. 유리는 열에 강하다. 이에 전류가 과하게 흐르지 않아 화재같은 위험 리스크도 없다. 또 깨지지 않는 강화유리를 사용한다"며 글라스 기판의 장점을 설명했다.

박 대표는 해당 기술을 구현해 내는데 2년이 걸렸다고 말했다.

그는 "2년을 숨어서 개발해 냈다. 세계에서 최초를 만들어 낸 것"이라며 "양산하고 내년 중순부터는 쉬핑을 시작할 것"이라고 계획을 설명했다.

또 "난 CEO라 돈을 얼마나 버는지가 중요하다. 이는 돈을 벌게 해주는 사업이다. 글라스 기판의 퍼포먼스가 어느정도 커질지 두고봐라. 내년부터는 본격적으로 사업이 더욱 확장될 것"이라고 자신감을 내비췄다.

앱솔릭스 반도체 글라스 기판은 사각패널을 대면적으로 만들 수 있어 반도체 패키징 미세화는 물론, 대형화 추세에 대응이 가능하다. 중간기판이 필요 없어 두께가 얇고 전력 효율을 높여 대용량 데이터의 빠른 처리와 저전력이라는 시장의 니즈를 해결한다.

또 MLCC 등 반도체 소자를 기판 내부에 넣어 표면에는 더 큰 CPU, GPU를 장착하고 더 많은 메모리를 넣을 수 있어 같은 면적으로 더 고성능 패키징을 만들 수 있다. 실제로 앱솔릭스가 서울 용산구 소재의 한 대규모 인터넷데이터센터(IDC)에 반도체 글라스 기판을 적용한 시뮬레이션 결과 면적은 5분의 1로, 전력 사용양은 절반으로 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

◆ 앱솔릭스, 미국 조지아주 생산공장 현장은

SKC(대표이사 박원철)의 반도체 글라스 기판사업 자회사 앱솔릭스가 9일(현지시간) 미국 조지아주의 생산공장 건설현장과 글라스 기판의 실물을 언론에 공개했다.

앱솔릭스는 지난 11월 착공식을 열고 조지아주 커빙턴시의 SKC inc. 부지 내에 생산공장을 건설 중이다.

앱솔릭스 생산공장 건설 현장을 찾았다.

드넓은 부지로 황량하다는 느낌까지 들었던 SK의 다른 공장들과는 다르게 앱솔릭스 생산 공장은 광활하면서도 안락한 느낌을 자아냈다. 그도 그럴것이 조지아 주는 일년 내내 초가을 날씨를 유지하면서 허리케인이나 집중폭우 등의 자연재해가 발생하지 않는 지역으로 반도체 생산 공장을 구축하기에는 최적의 장소다. 해당 공장을 통해 SKC는 세계 최초의 글라스 기판 상업화를 확대시킬 전망이다.

현재 골조 공사 단계인 앱솔릭스 생산공장은연산 1만2000㎡ 규모로 2억 4000만 달러를 투자, 2024년 완공이 목표다. SKC와 앱솔릭스는 3억6000만 달러의 2단계 투자를 통해 생산능력을 연산 7만2000㎡ 규모로 확대하는 방안도 추진한다.

특히, SKC inc. 부지에는 1999년 건설된 SK그룹 최초의 미국 내 생산공장이 위치해 있다. 앱솔릭스 생산공장 건설 부지 바로 옆에는 SKC의 '모태사업'이었던 필름 공장이 여전히 운영 중이다.

이 공장에선 디스플레이와 반도체, 패키징 등 3개의 첨단 산업의 생산 기술이 복합적으로 어우러진 세계 유일의 공정이 운영될 예정이다.

오준록 앱솔릭스 대표는 "반도체 글라스 기판 공정에는 유리 기판을 가공하는 디스플레이 기술과 식각, 재배선 등 반도체 기술, 반도체 소자를 기판 내부로 넣는 임베딩(embedding) 기술이 모두 적용된다"며 "실시간 '디지털 트윈' 기술을 적용해 최상의 수율과 품질을 확보하고 고객 수요에도 적기 대응하는 스마트팩토리를 구축한다"고 말했다. /조지아(미국)=최빛나기자 vina@