'FC-BGA 사업 성지' 부산에서 고부가품 주력 생산
부산-연구개발·베트남-생산기지 축으로 성장계획
삼성전기, 작년 12월부터 FC-BGA에 1.9조원 투자
삼성전기가 올 하반기부터 서버용 FC-BGA를 양산하겠다고 선언한 부산사업장. 삼성전기에선 이곳을 'FC-BGA 사업의 성지'라고 부른다. 올해는 삼성전기가 고부가 반도체 기판인 FC-BGA를 양산한지 20년째 되는 해이자, 7~8년간 연구개발했던 서버용 FC-BGA가 양산에 들어가는 첫해다. 코로나19 확산에 따른 반도체 수요 확대와, 이에 따른 반도체 기판 공급부족으로 삼성전기 FC-BGA 사업은 그 어느 때보다 큰 관심을 받는다. 지난 14일 삼성전기 부산사업장을 찾았다.
삼성전기 부산사업장 플립칩(FC)-볼그리드어레이(BGA) 생산라인 내부 장비 앞에는 다양한 입간판이 구비돼있다. 이곳을 찾은 고객사에 현재 양산 중인 제품 사양은 물론, 향후 신제품 개발계획까지 해당 엔지니어들이 설명하기 위해서다. 최근 전통적 반도체 업체는 물론 빅테크 기업이 핵심 반도체를 직접 설계하고 외주 생산하면서 삼성전기를 비롯한 반도체 기판 업체의 고객사가 늘었다. 이들 고객사가 요구하는 제품 사양도 저전력과 고성능 맞춤형 설계 등으로 다양하다.
삼성전기가 어려움을 겪던 서버용 FC-BGA 시장 진출 기회를 확보한 것도 이러한 시장 변화와 무관치 않다. 그간 특정 반도체 업체의 서버용 FC-BGA 시장에서는 일본 이비덴과 신코덴키 등이 독과점 체제를 형성했는데, 고객사가 다양해지면서 많은 기업에 기회가 돌아가고 있다. 삼성전기는 서버용 FC-BGA 기술을 7~8년간 연구개발해왔다.
서버용 제품 등 FC-BGA 수요 확대로 이비덴과 신코덴키, 대만 유니마이크론, 오스트리아 AT&S 등 주요 반도체 기판 업체는 코로나19 확산 이후 FC-BGA에 수조원씩 투자하고 있다. 삼성전기는 지난해 12월부터 FC-BGA에 1조9000억원 투자를 결정했다. 국내 반도체 기판 업체 중 가장 많다.
최근 세계적 인플레이션 압력이 커지고 소비수요가 위축되고 있지만 데이터 센터 등에 필요한 반도체와 반도체 기판 수요는 향후 수년간 견조할 것이란 전망이 우세하다. 황치원 삼성전기 패키지개발팀장 상무는 시장조사업체 자료를 인용해 "반도체 수요 확대보다 반도체 기판 수요 상승폭이 더 클 것"이라며 "FC-BGA 공급부족은 2026~2027년까지 이어질 것으로 예상한다"고 밝혔다.
삼성전기는 8만평 규모 부산사업장에서 FC-BGA 연구개발과 서버용 FC-BGA 등 고부가품 생산에 주력할 계획이다. 세종사업장의 생산품목도 늘릴 예정이다. 투자를 확대 중인 베트남 생산법인은 국내에서 연구개발이 검증된 제품을 양산하는 생산거점으로 거듭날 전망이다.
FC-BGA는 제품 중심부인 코어(Core)층을 만든 뒤 코어층 위에 빌드업(B/U) 공정과, 코어층 아래에 백엔드 공정을 차례로 진행하면서 2층씩 쌓아 올라간다. 반도체 기판에서 코어층을 없앤 코어리스(Coreless) 공법은 코어층 형성 후 빌드업과 백엔드 공정을 거친 뒤 코어층 위아래의 빌드업 부분과 백엔드 부분을 분리해서 2개의 제품으로 만든다.
삼성전기는 반도체 고집적화에 따른 미세화 한계를 극복하기 위해 다양한 패키지를 개발하고 있다. 패키지 내부 다이 투 다이(Die to Die) 연결을 위한 2.5D와 3D 등 플랫폼이 대표적이다. 미세회로 구현에 필요한 소구경 비아(Via) 구현과, 반도체 입출력(I/O) 단자 증가에 따른 범프(Bump) 간격 미세화, 대면적 평탄화 제어와 범프 실장 정합 기술 개발 등에도 삼성전기는 힘쓰고 있다.
황치원 상무는 "반도체 산업에서 기존 가치 창출 영역인 디자인과 팹 등 전공정보다, 패키지 기판과 패키지·테스트 등 후공정에서 앞으로 가치 창출이 늘어날 것"이라고 전망했다. 장덕현 삼성전기 사장이 제시한 'SoS'(System On Substrates)란 개념도 같은 맥락에서 이해할 수 있다. SoS는 'SoC'(System on Chip)를 차용한 용어다. SoC가 시스템화된 반도체라면, SoS는 시스템화된 기판이다. 시스템화된 반도체를 연결한 시스템화된 반도체 기판의 중요성이 커질 것이란 기대가 SoS란 용어에 담겨 있다.
삼성전기가 이비덴, 신코덴키와 함께 반도체 기판 시장에서 '빅3' 입지를 확고히 하겠다는 분야는 FC-BGA와, FC-칩스케일패키지(CSP) 시장을 말한다. 스마트폰 AP에 주로 사용하는 FC-CSP보다 FC-BGA가 고부가 제품이다. 이비덴과 신코덴키가 FC-CSP 사업 비중을 줄이고 FC-BGA 분야에 주력하면서 삼성전기의 FC-CSP 매출도 늘었다. 삼성전기가 하반기 양산하겠다고 공언한 서버용 FC-BGA 사업 성패가 FC 방식 반도체 기판 시장에서 '빅3' 입지를 굳히겠다는 삼성전기 목표 달성의 열쇠를 쥐고 있다.
