마곡 본사서 미디어 테크 데이 개최… RF-SiP·FC-CSP·FC-BGA 공개

광학솔루션 성공 DNA 이식…"AI 엑스포넨셜 초입… 후발 주자 딱지 뗄 것"

베트남 공장에 1조원 규모 1차 투자 단행…차세대 서버용 기판 양산 27년

조지태 LG이노텍 패키지솔루션사업부장(전무). [사진=배태용 기자]

[디지털데일리 배태용기자] "차별화된 기술력을 발판 삼아 새롭게 열리는 반도체 기판 시장에서 점유율을 빠르게 확대하며 오는 2031년까지 패키지솔루션사업을 영업이익 1조원 규모 사업으로 육성할 것입니다."

LG이노텍이 인공지능(AI)과 빅데이터 시대의 도래로 급격한 패러다임 전환을 맞이한 반도체 기판 시장을 선점하기 위해 전방위적인 기술 공세에 돌입했다. 스마트폰용 기판 시장에서 축적한 초정밀 제조 역량을 AI 서버와 데이터센터 등 하이엔드 시장으로 확장해 후발 주자라는 인식을 전면 불식시키겠다는 청사진이다.

LG이노텍은 16일 서울 강서구 마곡 본사에서 패키지솔루션 주요 제품 및 핵심 기술을 주제로 미디어 테크 데이를 개최하고 자사 반도체 기판 사업의 중장기 로드맵을 전격 발표했다.

이날 행사에는 광학솔루션사업부의 전성기를 이끌며 베트남 초대 법인장을 지낸 조지태 패키지솔루션사업부장(전무)을 필두로 황정호 마케팅담당(상무), 명세호 개발담당(상무), 남상혁 패키지솔루션연구소장(연구위원) 등 사업부 핵심 경영진이 총출동했다.

◆ 광학 성공 DNA 이식… "AI 성장 곡선 엑스포넨셜 초입 진입"

LG이노텍의 패키지솔루션사업은 지난해 매출 1조7200억원을 기록하며 전년(1조4600억원)과 비교해 약 18% 상승했다. 같은 기간 영업이익은 708억원에서 1289억원으로 82% 껑충 뛰며 회사의 전체 수익성을 견인하는 고부가 효자 사업으로 부상했다.

조지태 사업부장은 "현재 반도체 기판 시장은 AI 기술 확대로 인해 글로벌 고객사들의 공급 요청이 쇄도하는 다이나믹한 변화의 시기를 겪고 있다"라며 "반도체 미세 패턴화가 물리적 한계에 직면함에 따라 후공정 패키지 기판의 대면적화와 고다층화가 필수적인 핵심 경쟁력으로 대두됐다"라고 진단했다.

조 부장은 이어 "과거 모빌리티와 모바일 시장의 성장기를 거쳐 현재는 AI에 기반한 성장의 거대한 엑스포넨셜(기하급수적 성장) 초입 단계에 진입한 상태"라며 "구미 드림 팩토리의 생산 공정 전반을 AX(AI 전환)화한 첨단 스마트 팩토리 인프라를 무기 삼아 오는 2030년에서 2031년을 기점으로 후발 주자라는 딱지를 완전히 떼어낼 것"이라고 강조했다.

◆ 'Cu-Post' 세계 최초 적용… 6G 및 스마트 글라스 영토 확장

LG이노텍은 이날 통신용 무선주파수 패키지형 시스템(RF-SiP)과 플립칩 칩스케일 패키지(FC-CSP) 그리고 대형 서버용 플립칩 볼그리드 어레이(FC-BGA) 등 고부가 기판 히어로 제품 3종을 전면에 내걸었다.

'Cu-Post(구리기둥) 공법' 구조. [사진=배태용 기자]

10년 연속 글로벌 점유율 1위를 유지 중인 RF-SiP 기판 분야에서는 두께를 20% 줄인 코어리스 공법에 더해 세계 최초로 개발한 'Cu-Post(구리기둥) 공법'이 핵심 기술로 제시됐다. 납땜용 구슬인 솔더볼을 직접 부착하던 기존 방식과 비교해 구리 기둥을 먼저 세운 뒤 솔더볼을 얹는 이 기술은 회로 집적도를 극대화하면서도 기판 면적을 25% 감소시켜 스마트폰 슬림화의 핵심 솔루션으로 자리 잡았다.

남상혁 연구소장은 "솔더볼 간격을 현재 단계와 비교해 10% 더 줄인 차세대 Cu-Post 기술을 개발 중"이라며 "이를 통해 다가올 6G 통신 시대는 물론 인공위성 및 스마트 글라스 시장에서 부가가치가 높은 안테나 일체형 기판 시장을 선도하겠다"라고 설명했다.

◆ 에이전틱 AI가 당긴 'FC-CSP'… 베트남 신공장에 1조원 투자 단행

시장의 이목이 쏠린 영역은 최근 학습형 AI에서 추론형 및 에이전틱 AI로 패러다임이 이동하면서 수요가 폭증한 FC-CSP와 서버용 FC-BGA 라인업이다.

황정호 LG이노텍 패키지솔루션 마케팅담당(상무). [사진=배태용 기자]

명세호 개발담당은 "추론형 AI 시대에는 방대한 데이터를 실시간으로 처리하고 추론하는 역할이 중요해져 고성능 모바일 AP는 물론 차세대 그래픽 D램 등 메모리 반도체 패키징 분야에서 FC-CSP 기판 채용이 급증하고 있다"라며 "메모리 다이를 와이어 없이 다이렉트로 연결하는 미세 피치 기술을 통해 90마이크로미터(㎛)를 넘어 70㎛ 수준의 초박형 박판 기판 개발을 진행 중"이라고 밝혔다.

이러한 글로벌 고객사 수요 폭증에 선제 대응하기 위해 LG이노텍은 베트남 반도체 기판 신공장 건설에 1조원 규모의 1차 투자를 단행하고 본격적인 라인 증설에 착수했다. 황정호 마케팅담당은 "이번 달 착공에 들어가는 베트남 신공장에서 글로벌 고객사 대응을 위한 RF-SiP와 FC-CSP 기판 생산 라인을 가장 먼저 늘릴 방침"이라며 "1차 투자금 외에 향후 추가 투자는 베트남뿐 아니라 구미 등 국내외 생산지를 모두 후보군에 두고 검토할 계획"이라고 덧붙였다.

◆ 서버 네트워크용 올해 양산… 초대면적 'FC-BGA' 로드맵 구체화

대형 PC 및 AI 서버 데이터센터를 정조준한 FC-BGA 기판의 경우 구체적인 제품별 양산 타임라인이 베일을 벗었다. 고성능 서버의 핵심 인프라가 될 서버 네트워크용 FC-BGA 기판은 올해 하반기 양산을 목표로 긴밀한 개발이 진행 중이다. 시장의 가장 큰 관심을 모으고 있는 AI 서버용 학습 및 추론용 고부가 FC-BGA 기판의 최종 양산 목표 시점은 오는 2027년으로 확정됐다.

LG이노텍 FC-BGA. [사진=배태용 기자]

이를 위해 LG이노텍은 가로∙세로 85mm 크기의 대면적 제품 양산 기술을 이미 확보했으며 글로벌 고객사들과 함께 가로∙세로 120mm가 넘는 초대면적 하이엔드 기판 제품의 공동 개발 및 프로덕트 진입 단계를 가속화하고 있다. 6층에서 8층 수준인 모바일용 기판과 비교해 최대 22층까지 쌓아 올리는 고난이도 공정을 구현하기 위해 구미 4공장에 인공지능과 디지털 트윈 기술이 집약된 '드림 팩토리' 인프라를 구축해 수율을 끌어올렸다는 전언이다.

동시에 유기 물질 기반의 기존 코어 소재가 가진 변형 한계를 극복하기 위해 강성이 높은 유리 소재를 활용한 '글라스 코어(Glass Core)' 프리칩 bga 기판과 패널 레벨 인터포저 개발 등 차세대 주도권 경쟁을 위한 선행 연구도 심도 있게 진행 중이라고 설명했다.

글로벌 시장조사기관에 따르면 지난해 약 54억2000만달러 규모였던 글로벌 FC-BGA 기판 시장은 오는 2032년 95억4800만달러 규모로 연평균 10.6%씩 견조하게 성장할 것으로 관측된다. LG이노텍은 PC용 제품의 성공적인 공급을 시작으로 오는 2027년 이후 자율주행 차량 및 AI 가속기 서버용 하이엔드급 기판 시장에 단계적으로 진입해 글로벌 빅테크 고객사 다변화에 박차를 가할 방침이다.