인공지능(AI) 시대가 도래하며 반도체 산업은 전례 없는 혁신을 요구받고 있습니다. 특히 고성능 컴퓨팅(HPC)과 고대역폭 메모리(HBM)의 수요 폭증은 기존 반도체 패키징 기술의 한계를 드러내고 있습니다. 이러한 배경 속에서 '유리 기판'은 차세대 반도체 패키징의 핵심 소재로 급부상하며, 반도체 산업의 '게임 체인저'로 주목받고 있습니다. 기존 유기 기판이 가진 열 변형, 신호 손실 등의 문제를 해결하고, 더 얇고 정밀한 패키징을 가능하게 하는 유리 기판은 미래 반도체 기술의 핵심 동력이 될 잠재력을 가지고 있습니다. 본 글에서는 유리 기판 테마의 성장 배경과 전망, 주요 기업들의 경쟁력, 그리고 투자 시 고려해야 할 리스크를 면밀히 분석하여 독자 여러분의 현명한 투자 판단에 도움을 드리고자 합니다.
유리 기판, 왜 '꿈의 기판'으로 불리는가? - 성장 배경 및 시장 전망
유리 기판은 기존 플라스틱(유기) 기판을 대체할 차세대 반도체 소재로, AI 반도체의 성능을 극대화할 핵심 기술로 평가받고 있습니다. 고성능 AI 반도체는 데이터를 빠르게 처리하기 위해 많은 칩을 하나의 패키지에 고집적해야 하는데, 이때 발생하는 발열과 신호 왜곡, 휨 현상 등이 기존 기판의 한계였습니다. 유리 기판은 이러한 문제를 해결할 수 있는 다양한 장점을 가지고 있습니다.
- 우수한 평탄도 및 미세 회로 구현: 유리는 표면이 매끄러워 기존 PCB(인쇄회로기판)보다 훨씬 정밀한 패턴을 형성할 수 있으며, 이는 고속 신호 전송에 필수적입니다.
- 뛰어난 열 안정성: 열팽창 계수가 낮아 온도 변화에 따른 변형(휨 현상, Warpage)이 적어 안정적인 신호 전송이 가능하며, 대면적화에 유리합니다.
- 전력 효율성 및 패키징 두께 감소: 중간 기판(실리콘 인터포저) 없이 칩을 직접 연결하는 TGV(Through-Glass Via, 유리관통전극) 기술을 통해 패키징 두께를 최대 25% 줄이고, 전력 소비를 30% 이상 절감할 수 있습니다.
- 고집적 패키징 가능: TGV 기술을 활용하여 인터커넥트 밀도를 10배 높일 수 있어, AI, HPC 산업에서 요구하는 고성능 반도체 패키징에 최적화되어 있습니다.
급성장하는 유리 기판 시장과 상용화 로드맵
글로벌 유리 기판 시장은 AI 시장 확대와 고성능 패키징 수요 증가에 힘입어 빠르게 성장할 것으로 전망됩니다. 시장조사기관 마켓앤마켓에 따르면, 글로벌 유리 기판 시장은 2023년 71억 달러에서 2028년 84억 달러로 약 18% 성장할 것으로 예상됩니다. 일부 보고서는 2034년까지 약 42억 달러 규모로 확대될 것으로 보거나, 장기적으로는 12조 원 규모를 넘어설 것으로 전망하기도 합니다. 인텔, AMD, 브로드컴, 엔비디아 등 주요 글로벌 기업들이 유리 기판 도입을 검토하고 있으며, 국내에서는 SKC(앱솔릭스), 삼성전기, LG이노텍 등이 개발을 본격화하고 있습니다. 상용화 시점은 2026년부터 2028년 사이가 될 것으로 예상되며, SKC 앱솔릭스는 2026년 상업 양산을 목표로 하고 있고, 삼성전기 또한 2026년 양산을 목표로 하고 있습니다. LG이노텍은 2027~2028년 양산을 목표로 시생산 라인을 구축 중입니다. 초기에는 초고성능 AI 반도체 분야에 집중적으로 적용될 가능성이 높습니다.
주요 기업 분석: 누가 유리 기판 시장을 이끌까?
유리 기판 시장은 기술 난이도가 높아 소수의 선도 기업들이 주도권을 잡기 위해 치열하게 경쟁하고 있습니다. 국내에서는 SKC, 삼성전기, LG이노텍이 대표적인 선두 주자로 꼽히며, 이들 기업의 움직임이 전체 시장의 방향을 결정할 것입니다. 이 외에도 다양한 국내 기업들이 각자의 기술력으로 유리 기판 생태계에 참여하고 있습니다.
| 구분 | 종목명 | 주요 특징 및 경쟁력 |
|---|---|---|
| 주요 선두 기업 | SKC (앱솔릭스) | 세계 최초 미국 조지아주에 유리 기판 제조 공장 착공, 2026년 상업 양산 목표. AMD, AWS 등 글로벌 빅테크와 품질 인증 진행 중. |
| 주요 선두 기업 | 삼성전기 | 유리 코어 기판 및 유리 인터포저 기술 개발 중. 2026년 양산 목표로 시제품 공급 및 일본 스미토모화학그룹과 합작법인(JV) 설립 추진. |
| 주요 선두 기업 | LG이노텍 | 유리 기판 강도 강화 기술 공동 개발 (유티아이와 협력). TGV 기술 고도화 및 2027~2028년 양산 목표. |
| 주도주 | 태성 | 글라스 기판 장비 개발 기술력으로 중소기업 기술혁신개발사업 선정, 정부 R&D 예산 지원으로 장비 개발 가속화. |
| 주도주 | 씨앤지하이테크 | 반도체 및 디스플레이 화학약품 장비 전문 업체, 신규사업으로 유리 기판 추진. 차세대 PCB 패키징용 유리 기판 개발 및 특허 출원 (금속화 유리기판 제조방법, 관통형 구리배선 형성 등). |
| 소재/부품 | 켐트로닉스 | 반도체 사업에서 TGV(유리관통전극), TTV(표면 평탄도) 기술 개발 중. 삼성전기에 500x500mm 크기 유리 기판 납품 예정. |
| 소재/부품 | 하스 | 국책 과제 선정 (알루미노규산염 유리 기판 제조 및 Via hole 가공 기술 개발). |
| 소재/부품 | 와이씨켐 | 유리 반도체 기판용 특수 폴리머 유리 코팅제 및 구리 도금 공정용 포토레지스트 개발 완료. |
| 소재/부품 | 램테크놀러지 | 삼성전기와 TGV 식각액 공동 개발, TGV용 식각액 시장 진출. TGV 인터포저 제조 핵심 기술 특허 출원. |
| 장비/솔루션 | 피아이이 | TGV 검사 솔루션 신규 사업 진행 중. 다중 초점 방식 TGV 유리 기판 검사 장치 특허 보유. |
| 장비/솔루션 | 미래컴퍼니 | 디스플레이 분야 유리 기판 엣지그라인더(Edge Grinder) 제품 보유. |
| 장비/솔루션 | 이노메트리 | 검사 솔루션 전문 기업. 중우엠텍과 TGV 상용화 공동 추진. 삼성전기 유리 기판 시생산 관련 기술 협력 논의. |
| 장비/솔루션 | 나인테크 | FO-PLP(팬아웃 패널 레벨 패키징) 및 유리 기판용 장비 생산 기술 개발 및 테스트 완료. |
| 장비/솔루션 | 아이씨디 | SKC 자회사 앱솔릭스의 협력사. 건식 식각 장비가 앱솔릭스 샘플/퀄 테스트 통과 및 납품 완료. |
| 장비/솔루션 | 기가비스 | 반도체 기판 광학 검사(AOI) 및 수리 장비(AOR) 전문. 유리 기판 검사 솔루션이 앱솔릭스 샘플 테스트 통과. TGV 검사 솔루션 개발 중. |
| 장비/솔루션 | 에프엔에스테크 | SKC 자회사 앱솔릭스 글래스 코어 기판에 필요한 식각 공정 기술 개발 진행. |
| 장비/솔루션 | 한빛레이저 | 자외선 레이저를 이용한 유리 기판 스크라이빙 및 커팅 방법 관련 특허 보유. |
| 장비/솔루션 | 필옵틱스 | 글라스 기판 절단 장비 개발. 레이저 글라스관통전극(TGV) 장비, 다이렉트 이미징(DI) 노광기 등 개발. |
| 장비/솔루션 | HB테크놀러지 | SKC 자회사 앱솔릭스에 글래스 기판 검사 장비 공급. |
| 제조/생산 | 제이앤티씨 | 2024년 6월 반도체용 TGV 유리 기판 개발 성공, 10월 대면적 TGV 유리 기판 글로벌 고객사 샘플 공급. 2025년 이후 본격 상용화 추진 계획. |
유리 기판 테마 투자 시 고려할 리스크 요소
유리 기판 테마는 높은 성장 잠재력을 가지고 있지만, 동시에 여러 가지 리스크 요소를 내포하고 있습니다. 투자자들은 이러한 리스크를 충분히 인지하고 신중하게 접근해야 합니다.
- 높은 기술적 난이도 및 불확실성: 유리는 깨지기 쉬운 '취성'을 가지고 있어 미세 홀 가공(TGV)이 어렵고, 대면적화 시 휨 현상 등의 기술적 한계를 극복해야 합니다. 이는 대규모 양산(HVM)의 수율 안정화에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
- 막대한 초기 투자 비용 및 양산 지연 리스크: 유리 기판 상용화를 위해서는 대규모 R&D 투자와 생산 라인 구축이 필수적입니다. 인텔이 유리 기판 R&D를 중단한 사례처럼, 예상보다 상용화 시점이 늦춰지거나 기술 개발에 실패할 경우 투자 비용 회수가 어려울 수 있습니다.
- 제한적인 초기 시장 규모: 일부 분석에 따르면 유리 기판은 초기에는 전체 반도체 기판 시장을 대체하기보다는 초고성능 AI 반도체 등 특정 하이엔드 시장에 우선 적용될 가능성이 높습니다. 시장 규모 자체가 예상보다 크지 않을 수 있다는 비판도 존재합니다.
- 해외 기술 의존도: 핵심 기초 소재인 박판 유리 기판 제조 기술은 Corning, AGC, Schott 등 소수 해외 기업들이 독점하고 있으며, 국내 기업들은 이에 대한 수입 의존도가 높습니다. 이는 공급망 리스크로 작용할 수 있습니다.
- 치열한 경쟁 구도: 삼성, SK, LG 등 대기업들이 유리 기판 시장에 뛰어들면서 주도권 경쟁이 심화되고 있습니다. 이는 후발 주자나 기술력이 부족한 기업들에게는 부담으로 작용할 수 있습니다.
결론
유리 기판은 AI 시대의 도래와 함께 반도체 패키징 기술의 혁신을 이끌 차세대 핵심 소재로 강력한 성장 동력을 갖추고 있습니다. 기존 기판의 한계를 뛰어넘는 기술적 우위는 미래 고성능 반도체 시장에서 필수적인 요소로 자리매김할 것입니다. 그러나 아직 상용화 초기 단계에 있으며, 기술적 난관, 막대한 투자 비용, 양산 수율 확보 등 해결해야 할 과제 또한 많습니다. 따라서 투자자들은 장기적인 관점에서 유리 기판 시장의 성장 가능성을 높게 평가하되, 개별 기업의 기술 개발 역량, 고객사 확보 현황, 재무 건전성, 그리고 시장 내 경쟁력을 꼼꼼히 분석하는 신중한 접근이 필요합니다. 선도적인 기술력과 명확한 상용화 로드맵을 가진 기업에 대한 선별적인 투자가 중요하며, 시장의 변화와 기술 발전에 대한 지속적인 관심이 성공적인 투자의 열쇠가 될 것입니다.
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