[이데일리 김소연 기자] “이름만 들어도 알 만한 글로벌 빅테크 기업들은 모두 실리콘 캐패시터 채용을 검토하고 있다고 봐도 무방하다. 삼성전기도 사실상 대부분의 글로벌 고객사를 대상으로 판촉 활동을 진행하고 있다.”

삼성전기 실리콘 캐패시터 개발을 담당하는 김원기 그룹장은 11일 서울 중구 태평로빌딩에서 열린 삼성전기 제품 학습회(SEMinar)에서 이같이 말했다.

실리콘 캐패시터 목업 (사진=김소연 기자)

실리콘 캐패시터는 인공지능(AI), 고성능컴퓨팅(HPC), 광통신 등 고속·고밀도 전자장치의 전력 안정성을 높이는 핵심 부품이다. ‘산업의 쌀’로 불리는 적층세라믹커패시터(MLCC)와 유사한 역할을 한다. 일반적으로 캐패시터는 전기를 일시적으로 저장했다가 반도체가 필요로 할 때 안정적으로 공급하는 일종의 댐 역할을 한다. 이와 동시에 미세한 전기 노이즈(기생 저항 성분)를 제거하는 필터 역할을 수행한다.

실리콘 캐패시터는 실리콘 웨이퍼 기반 반도체 공정을 통해 생산된다. 웨이퍼 위에 얇은 유전체(절연체)와 전극층을 증착하는 방식이다. MLCC보다 얇아 반도체 패키지 내부에 직접 탑재할 수 있으며, 전력 변동에 빠르게 대응해 노이즈를 줄이고 전력 공급을 안정화하는 데 강점이 있다.

삼성전기 실리콘 캐패시터 구조 (사진=삼성전기)

김 그룹장은 “실리콘 캐패시터는 용량, 두께, 단자 수, 칩 크기 등을 고객 요구에 맞춰 제작하는 맞춤형 제품”이라며 “MLCC와 실리콘 캐패시터는 상호 보완적인 관계”라고 설명했다.

실리콘 캐패시터는 탑재 위치에 따라 제품군이 구분된다. 반도체 기판에서 AI 가속기 칩과 고대역폭메모리(HBM) 옆에 배치되는 ‘탑 사이드’, AI 칩 바로 아래에 위치하는 ‘랜드 사이드’, 기판 내부에 삽입되는 ‘임베디드’ 등이다. 탑 사이드는 주로 AI 서버용, 랜드 사이드는 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)와 HPC용, 임베디드는 HPC와 서버용 그래픽처리장치(GPU)·중앙처리장치(CPU)에 적용된다.

시장 성장성도 높게 평가된다. 김 그룹장은 “실리콘 캐패시터 시장은 올해부터 2031년까지 연평균 18% 성장할 것으로 전망된다”며 “반도체 패키지용을 중심으로 채용이 확대될 것”이라고 말했다. AI 인프라 투자가 확대되면서 전력 안정화 부품에 대한 수요도 함께 증가할 것이라는 설명이다.

삼성전기 실리콘캐패시터 개발 김원기 그룹장이 11일 서울 중구 태평로빌딩에서 열린 삼성전기 제품 학습회(SEMinar)에서 발표하고 있다. (사진=김소연 기자)

적용 분야 역시 AI 서버를 비롯해 자율주행차와 HPC 등으로 확대될 전망이다. 삼성전기는 최근 글로벌 대형 기업과 1조5000억원 규모의 실리콘 캐패시터 공급 계약을 체결했다. 이를 발판으로 제품 라인업을 확대하고 고객사를 다변화해 시장 점유율을 높인다는 계획이다.

김 그룹장은 “플립칩볼그리드어레이(FC-GBA) 기판에 내장되는 임베디드형 실리콘 캐패시터는 최근 양산(램프업) 단계에 진입했다”며 “현재 공급을 시작한 상태”라고 말했다.

이어 “삼성전기는 MLCC와 패키지 기판을 함께 공급할 수 있는 유일한 업체라는 점을 강조하고 있다”며 “고객사는 기판과 실리콘 캐패시터를 패키지 형태로 공급받을 수 있어 개발 기간을 단축하고 턴키 솔루션을 구현할 수 있다는 장점이 있다”고 덧붙였다.

사진=삼성전기