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[IT뉴스][단독] 빅테크, 첨단기판 못구해 발동동 … 韓·日공장 증설 자금 쏟아부어

온카뱅크관리자

2026-10-22 17:57:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 테슬라, 삼성전기에 1.1조 투자 AI 병목發 기판 수요 폭증에도 기술장벽 높아 공급 확대 더뎌 엔비디아 "기판 생산 2.5배로" 日이비덴엔 수십억弗 선급금 삼성전기, AI공급망 입지 확대 
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 인공지능(AI) 열풍이 반도체를 넘어 기판으로 옮겨붙고 있다. AI 데이터센터 투자가 급증하면서 고성능 반도체뿐 아니라 여기에 들어가는 첨단 기판까지 품귀 현상을 빚고 있어서다. 특히 첨단 기판은 기술적 진입장벽이 높다. 
 공급을 단기간에 대폭 늘리기 어렵다보니 엔비디아와 테슬라 등 글로벌 빅테크 기업이 기판 업체에 투자금을 직접 대고 장기공급계약을 맺는 방식으로 물량 확보에 나서는 모양새다.
 AI 반도체 업계는 고성능 반도체용 패키지 기판인 '플립칩·볼그리드어레이(FC-BGA)'에 주목하고 있다. 장덕현 삼성전기 대표이사 사장은 지난 3월 주주총회에서 서버용 FC-BGA 수요가 생산능력 대비 50% 이상이라고 밝혔다. 생산능력 확충에도 공급 부족이 심화하는 추세인 것이다.
 AI 반도체가 고성능화할수록 FC-BGA 중요성은 커지고 있다. FC-BGA는 반도체 칩과 메인보드를 연결해 데이터를 주고받는 핵심 부품이다. AI 반도체의 연산 성능이 높아질수록 처리하는 데이터가 많아지고 이를 전달하기 위한 연결 회로도 늘어난다. 이에 기판 크기가 커지고 회로를 여러 층으로 쌓는 고다층화가 필요해진다.
 종전 기판과는 연결 방식부터 다르다. 과거 주류였던 와이어본딩 방식은 칩 가장자리와 기판을 가는 금속선으로 이어붙이는 구조여서 연결 통로 수가 제한적이고 신호가 지나는 거리도 길다. 반면 FC-BGA는 칩을 뒤집어(플립칩) 아랫면 전체에 솔더 범프를 촘촘히 깔고 기판과 직접 맞붙이는 방식이다. 입출력(I/O) 단자를 수천 개에서 수만 개까지 배치할 수 있고 신호 경로가 짧아 전송 속도와 전력 효율이 함께 개선된다. 발열을 위쪽으로 빼내기 쉬운 것도 고전력 AI 반도체에 유리하다.
 같은 FC-BGA라도 AI 서버용은 스마트폰·PC에 쓰이던 기존 제품과 급이 다르다. 모바일용이 손톱만 한 크기에 10층 안팎의 회로를 쌓는다면, AI 가속기용은 면적이 수 배로 커지고 층수도 20층을 훌쩍 넘어간다. 여기에 고대역폭메모리(HBM)와 연산 칩을 한 기판에 함께 올려야 해 회로 선폭은 더 좁아지고 층간 정렬 정밀도 역시 한층 까다롭다.
 이처럼 기술 난도가 높다보니 공급을 단기간에 늘리기도 어렵다. 기판이 커지고 회로가 복잡해질수록 제조 과정에서 기판이 휘거나 미세한 결함이 발생할 가능성이 커지기 때문이다. 수많은 회로를 정확하게 연결해야 하는 데다 고속으로 신호를 주고받는 과정에서 발생하는 신호 손실도 최소화해야 한다. 생산시설을 새로 짓더라도 안정적 수율을 확보하기까지 상당한 시간이 필요하다.
 기술적 진입장벽이 높아 고사양 FC-BGA 시장은 소수 업체가 주도하고 있다. 특히 AI 서버용 최고 사양 기판 시장으로 범위를 좁히면 일본 이비덴의 영향력이 압도적이다. 업계에서는 이비덴이 이 시장의 70~80%를 점유하는 것으로 추정한다. 삼성전기 점유율은 10% 전후로 알려졌다.
 AI 기판 수요를 충당하기 어려워지자 빅테크 기업들도 공급망 확보에 직접 발 벗고 나섰다. 기판 업체에 설비투자 자금을 미리 지원하는 대신 장기간 안정적으로 물량을 공급받는 방식이다. 삼성전기는 엔비디아와 테슬라를 주요 고객사로 확보하며 고부가가치 FC-BGA 사업 확대에 속도를 내고 있다.
 엔비디아는 21일(현지시간) 독일에서 열린 'GTC 2026'에서 향후 3년간 자사 제품에 사용되는 기판 생산능력을 2.5배로 늘리겠다는 계획을 발표했다. 이를 위해 삼성전기와 2조6000억원 규모의 투자 협력을 추진하는 동시에 일본 이비덴에는 수십억 달러 규모의 선급금을 제공해 생산시설 증설을 지원하기로 했다. 대만 유니마이크론과도 생산능력 확보계약을 맺었다.
 빅테크 기업들이 공급처를 다변화하면서 삼성전기가 AI 기판 공급망 확대의 수혜를 보는 장면이다. 그동안 고성능 AI 서버용 기판 시장은 이비덴과 유니마이크론 등 일부 업체가 주도해 왔지만 수요가 공급능력을 웃돌면서 삼성전기에도 기회가 열린 것이다. 특히 삼성전기는 엔비디아와 협력해 세종·부산 사업장의 AI 반도체용 기판 생산시설을 확충하고 있다. 
 삼성전기는 테슬라와도 세종사업장에 전용 생산 라인을 구축해 자율주행차와 휴머노이드용 기판을 공급하기로 했다. 테슬라가 생산시설 증축과 설비투자에 필요한 자금 중 약 1조1000억원을 부담하고 2029년부터 2033년까지 5년간 공급 물량을 확보하는 구조다. 삼성전기는 투자 부담을 줄이는 동시에 안정적인 장기 공급처를 확보하게 됐다.
 삼성전기의 FC-BGA 사업이 AI 데이터센터를 넘어 자율주행차와 휴머노이드 등으로 영역을 넓혀가는 모습이다.
 삼성전기는 기판과 전력 안정화 부품을 함께 공급할 수 있다는 점을 경쟁력으로 내세우고 있다. FC-BGA뿐 아니라 적층세라믹커패시터(MLCC)와 실리콘 커패시터도 생산해 이를 턴키(일괄공급) 방식으로 공급할 수 있다는 것이다. MLCC와 실리콘 커패시터는 전압 변동을 줄여 AI 반도체에 전력을 안정적으로 공급하는 역할을 한다. 특히 실리콘 커패시터를 기판 내부에 내장하는 기술도 추진하고 있어 이비덴 등 기존 선두 업체와의 경쟁에서 차별화 요소가 될 수 있다.
 [한지연 기자 / 이승윤 기자]
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