서두
AI 반도체 시장의 신기술, 유리기판
AI 반도체 시장이 급격히 성장하면서 기존 유기 기판이 기술적 한계에 부딪힌 가운데, 이를 극복할 차세대 첨단 패키징 게임 체인저로 ‘유리기판(Glass Substrate)‘이 급부상하고 있다.
열 변형이 적고 표면이 평평한 유리기판은 미세 회로를 극도로 촘촘하게 배치해 데이터 전송 속도를 혁신적으로 높이고 전력 소모와 발열을 획기적으로 줄여준다.
글로벌 IT 대기업들이 주도권 선점을 위해 각축전을 벌이고 있는 만큼, 향후 반도체 패러다임을 바꿀 핵심 투자 포인트로 반드시 주목해야 할 분야이다.
현재 AI 반도체 시장이 폭발적으로 성장하면서 투자자들의 관심은 온통 HBM(고대역폭메모리)에 집중되어 있다. SK하이닉스와 삼성전자가 HBM 시장을 굳건히 이끌고 있지만, 반도체 업계의 물밑에서는 이미 그다음 단계를 겨냥한 새로운 기술 경쟁이 막을 올렸습니다. 그 중심이 바로 앞서 말한 ‘유리기판’이다.
반도체 산업은 언제나 기술적 병목(Bottleneck)을 해결하는 혁신이 성장의 중심축이 되어 왔다. 과거에는 회로를 얼마나 미세하게 깎느냐가 중요했고, 최근에는 메모리 대역폭을 넓히는 HBM이 핵심 경쟁력이 되었다.
하지만 AI 모델이 기하급수적으로 거대해지고 데이터센터 규모가 커진 지금, 업계는 “개별 칩의 성능을 넘어, 칩과 칩을 얼마나 효율적으로 연결할 수 있는가”라는 새로운 과제에 직면해 있다.
이처럼 패키징 기술의 한계를 뚫어줄 구원투수로 유리기판이 떠오르면서, 글로벌 선두 기업들은 이미 발 빠르게 대규모 투자에 나서고 있다. 이번 글에서는 유리기판이 정확히 무엇인지, 왜 지금 시점에 필수적인 기술인지, 그리고 투자자의 관점에서 어떤 생태계와 기업을 눈여겨보아야 하는지 입체적으로 살펴보자.
목차
1.유리기판이란 무엇인가
2.AI 시대에 유리기판이 필요한 이유
3.글로벌 기업들의 투자 경쟁
4.유리기판이 바꿀 반도체 산업
5.투자자가 주목해야 할 포인트
6.결론
1. 유리기판이란 무엇인가
유리기판은 기존 반도체 기판의 한계를 극복하기 위해 개발되고 있는 차세대 기술이다.
현재 사용되는 기판은 반도체가 점점 커지고 복잡해질수록 열과 압력 때문에 미세하게 휘어지거나 변형될 수 있다. 반면 유리기판은 표면이 매우 평평하고 열에도 강해 정밀한 회로를 더 촘촘하게 배치할 수 있다.
쉽게 비유하면 기존 기판이 4차선 도로라면, 유리기판은 같은 공간에 8차선이나 10차선 도로를 만드는 것과 비슷하다. 더 많은 데이터를 한꺼번에 빠르게 이동시킬 수 있기 때문에 AI 반도체와 데이터센터처럼 엄청난 양의 정보를 처리해야 하는 환경에서 강점을 가진다.
< 기존 유기 기판(FC-BGA) vs 차세대 유리기판 비교 >
| 비교 항목 | 기존 유기 기판 (FC-BGA) | 차세대 유리기판 (Glass Substrate) | 기술적 차이가 만드는 결과 |
| 핵심 소재 | 플라스틱 계열 유기 수지 | 유리 (Glass Core) | 대면적화 및 초미세 공정 가능 여부 결정 |
| 표면 평탄도(휘어짐 현상) | 열과 압력에 취약하여 미세하게 휘어짐(Warpage) 발생 | 표면이 극도로 평평하여 변형 및 휘어짐 없음 | 더 촘촘하고 정밀한 회로 배치가 가능함 |
| 열 안정성 | 고온 노출 시 팽창 및 기판 손상 위험 | 고온을 견디는 능력이 우수함 | AI 서버의 고질적인 발열 문제를 완화 |
| 전력 효율 | 상대적으로 신호 손실이 있어 전력 소모 발생 | 신호 손실을 최소화하여 전력 효율 약 30% 이상 향상 | 데이터센터 운영 비용 및 전력 전송 최적화 |
| 주 목적 | 일반 서버, PC, 모바일용 범용 반도체 패키징 | 초대형 AI 가속기, 고성능 컴퓨팅(HPC), 대용량 데이터센터 | 거대 AI 모델 처리를 위한 핵심 인프라 구현 |
여기서 알아둘 점은 반도체 패키징(Packaging) 이다. 패키징은 반도체 칩을 보호하고 전기적으로 연결해 실제 제품으로 사용할 수 있도록 만드는 공정을 말한다. 아무리 성능이 좋은 칩이라도 패키징 기술이 부족하면 성능을 제대로 발휘할 수 없다.
최근 AI 반도체는 하나의 칩이 아니라 여러 개의 칩과 HBM을 하나로 연결하는 구조로 발전하고 있다. 이 때문에 패키징 기술의 중요성이 빠르게 커지고 있으며, 유리기판은 이러한 차세대 패키징 기술의 핵심 후보로 주목받고 있다.
2. AI 시대에 유리기판이 필요한 이유
AI 데이터센터는 과거의 서버와 비교할 수 없을 정도로 많은 데이터를 처리한다.
최신 AI 서버에는 GPU와 HBM이 대량으로 탑재된다. 문제는 칩 성능이 높아질수록 이를 연결하는 패키징 기술의 중요성도 함께 커진다는 점이다.
특히 AI 서버는 전력 소비와 발열 문제가 매우 심각하다.
유리기판은 열에 강하고 변형이 적어 이러한 문제를 완화할 수 있는 대안으로 평가받는다. 인텔은 유리기판을 활용하면 차세대 데이터센터와 AI 제품에 필요한 초고밀도 연결 구조를 구현할 수 있다고 설명한다.
최근 반도체 업계에서 “AI 경쟁은 GPU 성능 경쟁을 넘어 패키징 경쟁으로 이동하고 있다”는 말이 나오는 이유도 여기에 있다.
3. 글로벌 기업들의 투자 경쟁
유리기판 시장은 아직 초기 단계지만 주요 기업들의 움직임은 매우 빠르다. 특히 인텔과 삼성전기, SK그룹은 유리기판을 차세대 반도체 산업의 핵심 기술로 보고 대규모 연구개발과 투자를 진행하고 있다.
차세대 AI 반도체를 위한 유리기판 연구에 가장 앞선 기업은 인텔이다.
인텔은 10년 이상 유리기판 기술을 연구해 왔으며, 2023년에는 유리기판 기술을 공식 공개하면서 반도체 업계의 관심을 집중시켰다.
인텔이 유리기판에 주목하는 이유는 AI 반도체의 크기가 계속 커지고 있기 때문이다. 현재 AI 가속기는 수십 개의 칩과 HBM을 하나의 패키지 안에 집적하는 방향으로 발전하고 있다. 하지만 기존 유기기판은 크기가 커질수록 휘어짐 현상과 신호 손실 문제가 발생한다.
인텔은 유리기판을 통해 이러한 한계를 극복하고, 향후 하나의 패키지 안에 수천억~1조개 수준의 트랜지스터를 집적할 수 있는 기반을 구축한다는 목표를 세우고 있다.
또한 인텔은 차세대 칩렛 구조와 초대형 AI 반도체 생산을 위한 핵심 기술로 유리기판을 활용할 계획이다. 업계에서는 유리기판 상용화 시점을 2020년대 후반(이르면 2026~2030년 사이) 전후로 보고 있는 것으로 분석하고 있다.
국내에서는 삼성전기가 가장 적극적으로 움직이고 있다.
삼성전기는 이미 스마트폰과 서버용 반도체 패키지 기판 분야에서 글로벌 경쟁력을 확보한 기업이다. 최근에는 기존 유기기판을 넘어 유리기판 사업을 미래 성장동력으로 육성하고 있다.
특히 삼성전기는 일본 스미토모화학과 협력해 유리기판의 핵심 소재인 글래스 코어(Glass Core) 개발을 추진하고 있다.
글래스 코어는 유리기판의 뼈대 역할을 하는 핵심 부품이다. 삼성전기는 이를 활용해 AI 서버와 데이터센터용 초고성능 반도체 패키지 시장을 선점하겠다는 전략을 세우고 있다.
업계에서는 삼성전기가 향후 삼성전자 시스템반도체 사업과도 협력해 차세대 AI 반도체 패키징 경쟁력을 강화할 것으로 보고 있다.
SKC의 자회사인 앱솔릭스(Absolics)는 미국 조지아주에 세계 최초 수준의 유리기판 양산 공장을 구축하며 상용화를 추진하고 있다. 특히 미국 정부의 반도체 공급망 강화 정책과 맞물리면서 시장의 관심을 받고 있다.
앱솔릭스가 개발 중인 유리기판은 기존 기판보다 더 미세한 회로 구현이 가능하며, 전력 효율과 데이터 전송 성능을 높일 수 있는 것이 특징이다.
회사는 AI 데이터센터와 고성능 컴퓨팅(HPC) 시장을 주요 목표로 삼고 있으며, 향후 글로벌 반도체 기업들을 고객사로 확보하는 것이 핵심 과제가 될 전망이다.
현재 유리기판을 가장 적극적으로 공개한 기업은 인텔이지만, 시장에서는 TSMC와 삼성전자 역시 관련 기술을 연구 중인 것으로 보고 있다.
특히 AI 반도체 경쟁이 심화되면서 첨단 패키징 기술의 중요성이 점점 더 커지고 있다. 이미 HBM 공급 부족에 이어 패키징 생산능력이 새로운 병목으로 떠오르고 있는 만큼, 유리기판은 향후 첨단 패키징 시장의 중요한 축이 될 가능성이 있다.
이처럼 글로벌 기업들의 움직임은 단순한 연구개발을 넘어 미래 AI 반도체 시장의 주도권을 확보하기 위한 경쟁으로 볼 수 있다. 과거 HBM 시장에서 선제적으로 투자한 기업들이 큰 수혜를 얻었던 것처럼, 유리기판 역시 향후 반도체 산업의 새로운 투자 포인트가 될 수 있다는 전망이 나오고 있다.
< 글로벌 빅3 기업의 유리기판 연구 현황 및 로드맵>
| 기업명 | 핵심 연구 및 기술 강점 | 생산 기지 및 파트너십 | 목표 양산/상용화 시점 |
| 인텔(Intel) | • 10년 이상 유리기판 장기 연구• 1개 패키지 내 1조 개 트랜지 스터 집적 목표• 글로벌 장비·소재 생태계 표준 주도 | • 미국 애리조나 첨단 패키징 라인• 글로벌 공급망 컨소시엄 구축 | • 2026년 ~ 2030년 사이(주요 데이터센터 칩 순차 적용) |
| 삼성전기 | • 고성능 서버용 패키지 기판 (FC-BGA) 노하우 접목• 초정밀 글래스 코어(Glass Core) 공정 개발 | • 대한민국 세종 사업장 (파일럿 라인)• 일본 스미토모화학과 합작법인 추진 | • 2027년 이후 본격 양산(시제품 샘플 대응 중) |
| 앱솔릭스(SKC자회사) | • 세계 최초 유리기판 전용 대량 양산 공장 타이틀• 미 정부 반도체법(Chips Act) 보조금 확보• AMD 등 글로벌 빅테크와 성능 검증 | • 미국 조지아주 커빙턴 생산 거점 | • 2026년~2027년 양산 타깃(현재 고객사 인증 진행 중) |
4. 유리기판이 바꿀 반도체 산업
유리기판의 진짜 가치는 단순히 기판을 바꾸는 데 있지 않다.
반도체 산업은 최근 칩렛(Chiplet) 구조로 빠르게 이동하고 있다.
칩렛은 여러 개의 작은 칩을 하나로 연결해 사용하는 기술이다. AI 반도체와 데이터센터 서버는 앞으로 이러한 구조를 더욱 적극적으로 활용하게 될 가능성이 높다.
유리기판은 이러한 칩렛 구조에 적합한 기반 기술로 평가받는다.
또한 실리콘 포토닉스와 차세대 광통신 기술, 초대형 AI 가속기 개발에도 활용될 가능성이 거론되고 있다.
즉, 유리기판은 단순한 부품이 아니라 미래 AI 인프라를 구성하는 핵심 요소가 될 수 있다.
5. 투자자가 주목해야 할 포인트
유리기판은 아직 HBM처럼 실적이 본격적으로 발생하는 시장은 아니다.
따라서 현재 단계에서는 투자보다 산업 동향을 추적하는 관점이 중요하다.
특히 다음 사항을 확인할 필요가 있다.
- 유리기판 양산 시점
- 주요 고객사 확보 여부
- AI 데이터센터 투자 규모
- 첨단 패키징 시장 성장 속도
- 삼성전기와 SKC의 사업 진행 상황
- 인텔의 상용화 일정
반도체 산업은 항상 공급 부족이 발생한 이후 시장이 관심을 갖는 것이 아니라, 공급 부족이 예상되는 시점부터 기업 가치가 반영되는 경우가 많았다.
HBM이 그랬고, 첨단 패키징도 비슷한 길을 걷고 있다.
유리기판 역시 향후 몇 년간 투자자들이 꾸준히 관찰해야 할 분야 중 하나라고 볼 수 있다.
6. 결론
AI 시대가 본격화되면서 반도체 산업의 경쟁 구도도 변화하고 있다.
과거에는 미세공정이 중요했고, 최근에는 HBM이 시장의 중심에 있었다. 그러나 앞으로는 칩을 얼마나 효율적으로 연결하고 더 많은 데이터를 처리할 수 있는지가 핵심 경쟁력이 될 가능성이 높다.
이 과정에서 유리기판은 AI 데이터센터와 차세대 반도체 패키징 시장의 중요한 기술로 성장할 가능성이 있다.
아직 시장 초기 단계이기 때문에 단기 실적보다는 장기적인 산업 변화의 관점에서 접근하는 것이 필요하다.
HBM이 AI 메모리 혁명을 이끌었다면, 유리기판은 AI 반도체를 연결하는 새로운 기반 기술이 될 수 있다.
* 참고자료 *
삼성전자, 반도체 공정에 양자컴퓨터 도입 – moneyyes
삼성전자, 엔비디아 차세대 AI 서버용 SSD 양산 – moneyyes
HBM 다음 승부처, 첨단 패키징이 뜬다 – moneyyes
인텔 뉴스룸 (Intel Newsroom) – 인텔, 반도체 패키징의 혁신을 이끌 업계 최초의 유리기판 공개
삼성전기 공식 뉴스룸 – 삼성전기, 미래 성장동력 ‘유리기판’ 사업 본격화 및 글로벌 협력 다각화
https://www.samsungsem.com/kr/newsroom/news/view.do?id=5989
SKC / 앱솔릭스 공식 보도자료 – 앱솔릭스, 미국 조지아주 유리기판 공장 완공 및 상용화 로드맵
https://www.skc.kr/kor/media/press/view.do?idx=10675
※ 본 글은 투자 정보 제공을 목적으로 작성된 참고 자료이며 특정 종목의 매수 또는 매도를 권유하는 투자 자문이 아닙니다. 투자에 따른 최종 판단과 책임은 투자자 본인에게 있습니다.