[디지털데일리 고성현 기자] 최태원 SK그룹 회장이 미국 라스베이거스에서 열린 'CES 2025' 현장의 SKC 부스를 방문해 유리기판을 언급하면서 SKC 자회사 앱솔릭스의 연내 양산 여부에 관심이 쏠린다. 유리기판 상용화 시기가 아직 불투명한 상황이지만, 앱솔릭스의 샘플 테스트 및 적용 여부에 따라 그룹 미래 먹거리로 떠오르게 될 전망이다.

13일 업계에 따르면 앱솔릭스는 유리기판 연내 대량 양산을 목표로 반도체 제조사 대상 샘플 테스트 및 시제품 양산을 지속하고 있다. 이를 위해 작년 완공한 미국 조지아주 공장에 설비를 반입하고 있으며, 대량 양산을 위한 준비 단계에 돌입했다.

유리기판은 반도체 업계의 '꿈의 기판'으로 불리는 차세대 반도체 기판이다. 인쇄회로기판(PCB)의 코어층 소재인 유리섬유 강화 에폭시 레진(FR4)을 유리로 대체한 것이다. 유리기판을 활용하면 거친 표면으로 한계가 있던 미세 회로를 구현할 수 있으며, 높은 내열성 덕에 3차원 집적회로(3D IC) 등의 휨현상(Warpage)를 줄일 수 있다. 적층세라믹커패시터(MLCC), 전력반도체(PMIC)를 비롯한 수동소자를 기판에 내장할 수 있는 것 역시 이점이다. 신호 특성도 우수해 인공지능(AI) 등 데이터센터용 제품에 적합하다는 평가를 받는다.

특히 AI반도체 칩의 공급 차질을 불러왔던 인터포저 공정을 활용하지 않는 점이 큰 강점으로 꼽힌다. 2.5D 패키징을 활용하는 AI칩의 경우 PCB 위에 실리콘 인터포저를 실장하고, 그 위에 고대역폭메모리(HBM)와 GPU 등을 얹는 형태다. 문제는 이에 활용하는 실리콘 인터포저가 40~50나노미터(㎚)대의 구 공정인 탓에 생산능력이 낮다. 비싼 실리콘 대신 유기소재를 사용한 인터포저는 낮은 평탄도와 취약한 열 내성으로 불량이 발생할 우려가 크다. 반면 유리기판은 기판 위에 곧바로 HBM·GPU를 집적할 수 있어, 인터포저 없이 신호 특성이 높은 칩 성능을 구현할 수 있다.

이러한 강점으로 인해 반도체 업계 내에서도 유리기판의 가능성에 대한 주목도가 높다. 실제로 SKC가 구성한 CES 2025 현장 부스에 최태원 SK그룹 회장이 방문하며 세간의 이목을 집중시켰다. 최 회장은 SKC의 유리 기판 모형을 들어올리며 "방금 팔고 왔다"며 미소를 짓기도 했다. 반도체 업계에서는 이를 두고 상용화를 위한 기반이 마련된 것이 아니냐는 기대감도 돌고 있다.

다만 실질적인 양산과 상업화가 연내 이뤄질지는 미지수다. 기판 소재인 유리가 기존 PCB 소재 대비 균열에 취약한 탓에 안정성이 검증되지 않았기 때문이다. 특히 양산 단계에서의 원가 등 비용적 측면에서도 검증된 바 없어, 인터포저를 활용한 방식과의 우위도 확실하게 성립되지 않았다는 이유도 한몫하고 있다.

현재 유리기판의 상용화 난제로는 한 기판에 여러 형태의 구멍(Via Hole)을 새기는 유리관통전극(TGV)과 개별 기판으로 자르는 싱귤레이션 공정이 꼽힌다. 비아홀을 형성하거나 기판을 자르는 과정에서 균열이 발생하는 불량이 발생하기 쉽고, TGV 이후 구리 도금 과정에서 금속 접착력을 높이는 기술도 난제로 꼽힌다. 이 과정이 수율 저하의 원인으로 지목되는 만큼, 관련 기술 성숙도가 높아야만 대량 양산이 가능해질 것으로 관측된다.

공급망 측면에서도 유리기판을 활용하기 위한 토대가 마련돼 있지 않다는 평가도 있다. 아직 관련 시장이 여물지 않은 만큼 표준화가 완전치 않다는 의미다. 싱귤레이션 방식도 레이저와 블레이드 등 두가지 방안이 논의되고 있는 만큼, 관련 표준이 정립돼야만 공정·검사 장비의 전용화와 공정 설계를 위한 발판이 마련될 것으로 관측된다.

한편, 앱솔릭스는 연내 상업화가 결정된다면 조지아주에 입고한 설비를 토대로 대량 양산에 나설 전망이다. 대량 양산이 예정대로 진행된다면 인천 송도의 협력사에서 TGV 공법으로 가공된 유리를 받아 조지아주에서 생산하는 기존 방식이 유지될 것으로 알려졌다.

반도체 업계 관계자는 "대만 TSMC나 인텔 등 해외 유력 기업은 물론 국내 유수 기업이 유리기판에 대한 관심을 유지하고 있는 상황"이라며 "국내의 경우 SKC에 이어 삼성전자 등이 본격적인 판에 뛰어든다면 관련 경쟁력을 높일 판도가 확대될 것으로 예상된다"고 말했다.