AI 핵심 요약
beta- 삼성전기가 11일 AI반도체용 실리콘캐패시터 양산에 나서며 고부가 반도체 부품 시장 공략에 나섰다
- 실리콘캐패시터는 D램 공정을 활용해 초소형·고주파 특성을 구현해 AI서버 패키지 내부에서 전력 안정성을 높이는 역할을 한다
- 삼성전기는 실리콘캐패시터를 MLCC의 보완재이자 고객 맞춤형 솔루션으로 육성해 AI반도체 토털 부품 공급사로 도약을 노린다
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MLCC·기판 묶어 AI 서버 시장 공략
[서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 삼성전기가 인공지능(AI) 반도체의 전력 안정성을 좌우하는 실리콘 캐패시터 양산에 나서며 고부가 반도체 부품 시장 공략을 본격화한다. 기존 주력인 적층세라믹캐패시터(MLCC)와 반도체 패키지기판에 이어 실리콘 캐패시터(Si-Cap)까지 확보하면서 AI 서버용 핵심 부품을 함께 공급하는 체계를 갖췄다. 최근 글로벌 대형 고객사와 1조5000억원 규모 공급 계약을 맺은 만큼, 삼성전기가 MLCC 중심 부품사를 넘어 AI 반도체 토털 솔루션 공급사로 보폭을 넓히고 있다는 평가가 나온다.
삼성전기는 11일 서울 중구 태평로빌딩에서 AI 반도체용 실리콘 캐패시터 제품 전략을 공개했다. 실리콘 캐패시터는 실리콘 웨이퍼 기반 반도체 공정을 활용해 제작하는 전력 안정화 부품이다. 전기를 일시적으로 저장했다가 반도체가 필요로 할 때 안정적으로 공급하고, 미세한 전기 노이즈를 걸러내는 역할을 한다.
AI 반도체는 일반 반도체보다 전력 소모가 크고 순간적인 전력 변화 폭도 크다. 특히 그래픽처리장치(GPU), 고대역폭메모리(HBM) 등이 함께 탑재되는 AI 서버용 패키지는 고집적·대면적 구조로 설계된다. 이 때문에 반도체 칩과 가까운 위치에서 전력을 안정적으로 공급하는 부품의 중요성이 커지고 있다.
◆ AI 패키지 안으로 들어간 전력 부품
실리콘 캐패시터는 기존 MLCC보다 얇게 만들 수 있어 반도체 패키지 내부에 탑재하기 쉽다. 패키지 안에서 칩과 가까운 위치에 배치되면 전력 변동에 빠르게 대응할 수 있고, 고주파 영역에서 발생하는 노이즈를 줄이는 데 유리하다. 삼성전기는 실리콘 캐패시터가 MLCC 대비 낮은 등가직렬인덕턴스(ESL)를 구현해 고성능 중앙처리장치(CPU)와 GPU의 신호 손실을 줄일 수 있다고 설명했다.
김원기 삼성전기 실리콘 캐패시터 개발 그룹장은 "현재의 데이터센터나 여러 AP들은 코어 하나로 돌아가는 일이 절대 없다"며 "각 코어 간에 서로 영향을 얼마나 안 주고받고 각자 독립적으로 잘 동작하느냐가 굉장히 중요하다"고 말했다.
삼성전기는 D램 제조에 활용되던 ISC(Integrated Stack Capacitor) 공정을 실리콘 캐패시터에 적용했다. 웨이퍼를 깊게 파내 표면적을 넓히고, 그 안에 유전체와 전극을 형성해 작은 면적에서도 높은 전기 용량을 구현하는 기술이다.
김 그룹장은 "삼성전기가 주목한 것은 D램에서 이미 30년 전부터 굉장히 좋은 캐패시터를 만들어 쓰고 있다는 점"이라며 "그렇다면 D램에서 캐패시터만 빼서 우리 고객사가 원하는 좋은 캐패시터를 만들 수 있지 않을까라고 생각한 것"이라고 말했다. 이어 "훨씬 더 용량을 높이고 데이터센터에서 요구하는 전압 수준, 용량 수준에 맞출 수 있게 다시 개발한 것이 실리콘 캐패시터"라고 설명했다.
◆ MLCC 대체 아닌 보완재
삼성전기는 실리콘 캐패시터를 MLCC의 대체재가 아닌 보완재로 보고 있다. MLCC는 세라믹 시트를 여러 층으로 쌓아 대용량을 구현하고 고전압 환경을 견디는 데 강점이 있다. 반면 실리콘 캐패시터는 초소형화와 고주파 특성에 강하다. AI 서버처럼 전력 안정성과 공간 효율을 동시에 요구하는 시스템에서는 두 제품을 함께 적용하는 방식이 늘어날 가능성이 크다.
김 그룹장은 "MLCC는 높이를 마음대로 올릴 수 있다면 가격 대비 성능이 좋다"면서도 "반면에 높이가 굉장히 제약이 있다면 실리콘 캐패시터가 들어갈 수 있고, 그게 처음 실리콘 캐패시터 사업의 시발점이 됐다"고 말했다. 이어 "처음 도입할 때 삼성전기 내부에서도 기존 MLCC 시장을 잡아먹는 것 아니냐는 논의가 있었다"며 "지금 시장 흐름은 MLCC 써가지고는 시스템 성능 설계가 안 되는 상황이 있을 때 실리콘 캐패시터를 쓰면 된다는 쪽"이라고 설명했다.
◆ 고객 맞춤형 시장 정조준
실리콘 캐패시터는 범용 제품 중심의 MLCC와 사업 방식도 다르다. 김 그룹장은 "세라믹 캐패시터는 전 세계에 정해진 사이즈가 있고 규격화된 성능을 누가 빨리 만들어서 시장에 내느냐의 싸움이라면 실리콘 캐패시터는 고객이 요구하는 사양을 만들어주는 사업에 가깝다"며 "비즈니스의 시작은 고객에게 사양을 받는 것으로 시작한다"고 말했다.
삼성전기는 실리콘 캐패시터 시장이 AI 반도체 패키지 고도화와 함께 빠르게 커질 것으로 보고 있다. 삼성전기 마케팅팀이 인용한 시장조사 자료에 따르면 실리콘 캐패시터 시장은 2026년부터 2031년까지 연평균 18% 성장할 전망이다. AI 서버뿐 아니라 고성능컴퓨팅(HPC), 광통신, 자율주행 등 고속·고밀도 전자장치로 적용처가 넓어질 가능성도 있다.
kji01@newspim.com
