[AI 밸류체인 리포트] '칩 연결하는 혈관' FC-BGA 뜬다……삼성전기·LG이노텍 달군 'AI 기판'

[경제일보] 삼성전자와 SK하이닉스 중심으로 달아오른 인공지능(AI) 반도체 훈풍이 삼성전기와 LG이노텍 등 반도체 기판·패키징 기업으로 확산되고 있다. 고대역폭메모리(HBM)에 이어 AI 서버용 반도체 기판인 FC-BGA(플립칩 볼그리드어레이)가 차세대 핵심 부품으로 부상하면서 AI 밸류체인 전반이 재평가되는 분위기다.

28일 업계에 따르면 최근 AI 서버 시장 확대와 함께 삼성전기·LG이노텍 등 국내 기판 업체들에 대한 시장 기대감이 커지고 있다.

생성형 AI 확산으로 데이터센터 투자 경쟁이 본격화되면서 엔비디아를 비롯한 글로벌 빅테크 기업들이 더 높은 연산 성능과 전력 효율을 구현할 차세대 AI 반도체 개발에 속도를 내고 있어서다. 이에 따라 GPU·HBM·CPU 등을 안정적으로 연결하고 대규모 데이터 처리 과정에서 발열과 전력 손실을 최소화할 수 있는 고사양 FC-BGA 중요성도 함께 커지고 있다.

FC-BGA는 반도체 칩과 메인보드를 연결하는 고부가 패키지 기판이다. GPU·CPU·HBM 등 고성능 칩에서 발생하는 대용량 데이터를 안정적으로 전달하고 전력 공급과 방열 기능까지 담당한다. AI 반도체 성능이 높아질수록 더 많은 층수와 미세회로 기술이 필요해지면서 기술 장벽도 빠르게 높아지고 있다.

업계에서는 HBM이 AI 반도체의 데이터 처리 성능을 끌어올렸다면 FC-BGA는 이를 안정적으로 구현하는 핵심 인프라로 보고 있다. AI 서버용 GPU 크기가 커지고 소비전력이 증가하면서 이를 안정적으로 지탱할 고사양 기판 중요성이 급격히 커지고 있다는 설명이다.

삼성전기는 국내 FC-BGA 시장 선두 주자로 꼽힌다. 부산사업장을 중심으로 서버·네트워크용 고사양 FC-BGA 생산능력을 확대하고 있으며 AI 서버향 공급 확대 기대감도 커지고 있다. 적층세라믹커패시터(MLCC) 중심이던 사업 구조에서 AI 반도체 부품 기업으로 체질 전환이 본격화되고 있다는 평가다.

삼성전기는 FC-BGA를 차세대 성장 축으로 삼고 생산능력 확대에 나서고 있다. 회사는 지난 2021년 12월 베트남 생산법인에 FC-BGA 생산설비와 인프라 구축을 위해 8억5000만 달러를 투자하기로 결의했다. 2022년 6월에는 부산·세종사업장과 베트남 생산법인의 FC-BGA 시설 투자에 약 3000억원을 추가 투입한다고 밝혔다. 올해 1분기 패키지솔루션 부문 매출은 글로벌 빅테크향 AI 가속기·서버 CPU·네트워크용 고부가 기판 공급 확대 등에 힘입어 전년 동기 대비 45% 증가한 7250억원을 기록했다.

LG이노텍도 카메라 모듈 중심 사업 구조에서 반도체 기판으로 성장축을 넓히고 있다. 회사는 2022년 2월 이사회에서 FC-BGA 생산라인 구축을 위해 4130억원 규모의 첫 투자를 결정했고 같은 해 LG전자 구미4공장을 인수해 FC-BGA 생산거점인 '드림팩토리'를 구축했다. 이후 지난해 12월 글로벌 빅테크 고객에 공급하는 PC용 FC-BGA 양산에 본격 돌입했으며 올해부터는 FC-BGA 추가 고객 발굴과 유리기판 등 차세대 기판 기술 내재화에 속도를 내고 있다.

최근 LG이노텍은 미국 반도체 패키징 학회 'ECTC 2026'에 처음 참가해 AI용 대면적 FC-BGA 기판 2종과 칩 임베딩 기술을 공개하며 고부가 반도체 기판 사업 확대 의지를 드러냈다. 회사는 학습형·추론형 AI 확산으로 고성능 반도체용 FC-BGA의 층수와 회로 집적도, 면적이 커질 수밖에 없다고 설명했다.

AI 반도체 시장 주도권 경쟁이 메모리·GPU 중심에서 패키징·기판까지 확대되면서 후방 밸류체인 중요성도 빠르게 커지고 있다. 고성능 AI 서버일수록 전력 효율과 발열 제어, 데이터 전송 안정성이 핵심 경쟁력으로 떠오르면서 FC-BGA가 'AI 시대 필수 인프라'로 부상하고 있다는 분석이다. 삼성전자·SK하이닉스에 이어 삼성전기·LG이노텍까지 AI 수혜 기대감이 확산되는 배경도 여기에 있다는 평가가 나온다.