[서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 이재용 삼성전자 회장이 창립 57주년을 맞은 1일 일본 요코하마의 첨단 반도체 패키징 연구거점을 찾았다. 지난 9월 문을 연 연구시설을 약 두 달 만에 직접 점검하며 인공지능(AI) 반도체 경쟁력 확보를 위한 현장 경영에 나선 것이다.

반도체 경쟁의 무게중심이 미세공정에서 여러 칩을 하나로 결합하는 첨단 패키징으로 확대되면서 일본 소재·부품·장비 기업과의 기술 협력에도 속도를 내는 모습이다.

1일 삼성전자에 따르면 이 회장은 이날 일본 요코하마에 위치한 '어드밴스드 패키지 랩(APL)'을 방문해 차세대 패키징 요소기술 연구 현황을 점검했다. 연구진과 첨단 패키지 소재·공정 개발 현황을 살펴보고 일본 소부장 업계와의 협력 확대 방안을 논의했다. 이 회장은 AI 시대 반도체 경쟁력의 핵심인 첨단 패키징 기술 확보를 당부했다.

APL은 삼성전자가 2023년 설립하고 지난 9월 8일 공식 개소한 일본 내 반도체 패키징 연구거점이다. 삼성전자는 2024년부터 5년간 400억엔(약 3500억원)을 투자해 연구 기반을 구축하고 있다.

APL의 핵심 역할은 삼성전자의 반도체 설계·제조 역량과 일본의 소부장 기술을 연결하는 것이다. 일본 기업들이 강점을 지닌 첨단 소재와 장비를 실제 반도체 공정에 적용할 수 있는지 검증하고, 국내 연구조직과 협력해 차세대 패키징 기술의 완성도를 높인다는 구상이다.

연구 범위도 확대할 계획이다. 반도체 칩을 정밀하게 접합하는 웨이퍼 본딩과 차세대 패키지 소재로 주목받는 유리기판을 비롯해 고성능·저전력 반도체 구현을 위한 새로운 패키징 구조까지 개발 대상으로 검토하고 있다. 국내 반도체연구소 산하 패키지 연구조직과 연구 분야를 분담하면서 기술 개발의 효율성을 높일 방침이다.

첨단 패키징은 AI 반도체 시장의 핵심 경쟁 분야로 떠오르고 있다. 반도체 회로를 미세화하는 것만으로 성능과 전력 효율을 개선하는 데 한계가 커지면서 그래픽처리장치(GPU), 고대역폭메모리(HBM), AI 가속기 등을 하나의 패키지로 통합하는 기술의 중요성이 높아지고 있기 때문이다.

특히 GPU와 HBM 사이의 데이터 이동 거리를 줄이고 연결 밀도를 높이는 기술은 AI 반도체의 처리속도와 전력 효율, 발열 특성을 좌우한다. 패키징이 단순한 반도체 조립 공정을 넘어 시스템 전체의 성능을 결정하는 기술로 자리 잡고 있는 셈이다.

삼성전자는 메모리와 파운드리(반도체 위탁생산), 첨단 패키징을 모두 갖춘 사업 구조를 경쟁력으로 활용하고 있다. AI 반도체 고객사에 칩 설계 지원부터 제조와 메모리 공급, 패키징까지 통합 서비스를 제공할 수 있다는 점이 강점이다.

삼성전자가 확보한 2.5차원(2.5D) 패키징 기술 '아이큐브(I-Cube)'와 3차원(3D) 적층 기술 '엑스큐브(X-Cube)' 역시 이러한 전략의 핵심이다. 일본 APL에서 개발하는 차세대 소재와 공정 기술이 기존 패키징 플랫폼과 결합하면 고성능 AI 반도체의 제품 경쟁력과 생산 효율을 높이는 데 기여할 수 있다.

일본 현지 협력망 확대도 중요한 과제다. 일본에는 반도체 소재·장비 분야에서 세계적인 경쟁력을 확보한 기업들이 자리 잡고 있다. 삼성전자는 요코하마의 전문인력과 산학연 인프라를 활용하고 현지 연구인력을 지속 확대해 APL을 글로벌 연구개발 거점으로 육성할 방침이다.

이 회장의 이번 방문은 일본 소부장 기술을 삼성의 반도체 통합 역량과 연결해 차세대 AI 반도체 시장의 기술 경쟁에 대응하겠다는 행보로 풀이된다. 향후 APL에서 개발한 요소기술이 실제 양산 공정에 얼마나 빠르게 적용되는지가 투자 성과를 가늠할 핵심 지표가 될 전망이다.

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