“턴키 솔루션 강점”…삼성전기, ‘실리콘 캐패시터’ 앞장

AI 칩 전력 안정화 핵심MLCC·반도체 기판 이어AI 부품 밸류체인 완성

[뉴스토마토 이명신 기자] 삼성전기(009150)가 인공지능(AI) 반도체의 전력 안정화를 담당하는 핵심 부품인 ‘실리콘 캐패시터(Si-Cap)’를 양산하며 신사업을 확장하고 있습니다. 적층세라믹캐패시터(MLCC), 고부가 반도체 기판에 이어 실리콘 캐패시터까지 AI 부품 밸류체인을 완성해 글로벌 고객사들에게 ‘턴키 솔루션’을 제공하겠다는 전략입니다.

 

김원기 삼성전기 실리콘 캐패시터 개발 그룹장이 지난 11일 삼성전자 기자실에서 열린 ‘삼성전기 실리콘 캐패시터 세미나’에서 실리콘 캐패시터에 대해 설명하고 있다. (사진=이명신 기자)

 

김원기 삼성전기 실리콘 캐패시터 개발 그룹장은 지난 11일 삼성전자 기자실에서 열린 ‘삼성전기 실리콘 캐패시터 세미나’에서 실리콘 캐패시터에 대한 기술 설명과 사업 전망을 설명했습니다. 김 그룹장은 “AI 데이터센터와 오토모티브, 피지컬 AI 시장이 커지면서 전자부품에 요구사항도 많아지고 있다”며 “작은 사이즈에서도 얼마나 성능을 잘 내고 안정적으로 동작할 수 있는지가 중요하다”고 했습니다.

 

특히 AI 서버 확대로 실리콘 캐패시터의 역할이 중요해지고 있다는 설명입니다. 캐패시터는 전기를 일시적으로 저장했다가 반도체가 필요로 할 때 전기를 안정적으로 공급하고, 미세한 전기 신호간섭(노이즈)를 걸러내는 부품입니다.

 

이를 실리콘 웨이퍼를 기반으로 제작한 초소형·고성능 캐패시터가 실리콘 캐패시터로, AI 서버용 그래픽처리장치(GPU)와 고대역폭메모리(HBM) 등 고성능 반도체 패키지 내부에 탑재돼 전력 공급의 안정성을 높이는 역할을 합니다.

 

삼성전기 실리콘 캐패시터 구조를 나타낸 모형. (사진=이명신 기자)

 

실리콘 캐패시터는 MLCC 대비 저항(ESL/ESR)이 100배 이상 낮아 고성능 반도체에서 발생하는 신호 손실을 최소화할 수 있습니다. 또한 실리콘 웨이퍼 기반의 초박형 구조로 설계되어 고밀도 집적화가 가능하고, 고전압·고온 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다.

 

특히 AI 반도체는 일반 반도체 대비 전력 소모가 크고 순간적인 전력 변화의 폭도 큰 만큼, 반도체와 가장 가까운 위치에서 전력을 안정적으로 공급하는 부품과 기술이 핵심 경쟁력으로 떠오르고 있습니다.

 

실리콘 캐패시터는 다양한 사이즈와 두께 등 고객 맞춤형 제작이 가능합니다. 이에 적용 응용처에 따라 반도체 기판 아래, 반도체 패키지 내부(임베디드) 등 적용이 가능해 패키징 설계 자유도를 크게 높인다는 게 강 그룹장의 설명입니다.

 

반도체 패키지 내부(임베디드)에 적용할 수 있는 삼성전기의 실리콘 캐패시터 샘플. (사진=이명신 기자)

 

다만 삼성전기는 실리콘 캐패시터가 기존 MLCC와 상호보완적 관계라고 강조했습니다. 김 그룹장은 “실리콘 캐패시터는 MLCC와 경쟁한다기보다는 기존 MLCC의 영역을 추가로 보완해주는 관계”라며 “MLCC는 대용량, 고전압 환경을 견디는 데 유리하고, 실리콘 캐패시터는 저전압 영역이면서 대용량 영역을 커버하게 되는 것”이라고 말했습니다.

 

실리콘 캐패시터 시장은 올해부터 오는 2031년까지 연평균 성장률(CAGR)이 18%에 달할 것으로 예상됩니다. 성장 가능성이 분명한 만큼, 삼성전기는 MLCC·패키지 기판과 실리콘 캐패시터까지 함께 공급하는 ‘토탈 솔루션’ 역량을 강조해 시장을 확대한다는 방침입니다.

 

김 그룹장은 “컴포넌트와 실리콘 캐패시터, 기판을 모두 공급할 수 있는 회사는 삼성전기가 유일하다”면서 “종합 역량을 기반으로 고객사의 요구에 맞춰 커스터마이징을 빠르게 하고, 타임 투 마켓(시장 적기 대응)을 줄여줄 수 있는 게 삼성전기의 가장 큰 장점”이라고 강조했습니다.

 

이명신 기자 [e-mail]

이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 오승훈 산업1부장이 최종 확인·수정했습니다.