AI반도체, LG이노텍 vs 삼성전기 FC-BGA 주목

[서울=뉴스프리존]서용하 기자= 고성능 반도체 수요 증가로 빠르게 성장 중인 FC-BGA(Flip Chip Ball Grid Array) 산업에서 삼성전기와 LG이노텍이 국내 선두 자리를 놓고 치열한 경쟁을 벌일 전망이다. 삼성전기는 기술력과 생산 역량을 기반으로 고부가가치 제품 개발에 집중하고 있으며, LG이노텍은 구미 4공장에서 글로벌 빅테크 기업을 대상으로 한 FC-BGA 양산을 시작하며 시장 공략에 나섰다.

▲반도체 패키지란

반도체 칩(칩셋)은 매우 작아서 그대로 사용할 수 없다. 칩을 보호하고 전자기기와 연결되도록 도와주는 기판이 필요한데 이 기판이 바로 반도체 패키지 기판이다.

① FC-BGA 란

플립 칩(Flip Chip)은 반도체 칩을 뒤집어서 기판에 연결하는 방식으로 이 방식은 전기 신호 전달이 빠르고 안정적인 것으로 알려져 있다.

“BGA”는 기판 아래에 작은 구슬 모양(볼)의 접점을 배열해서 전자기기와 연결한다. 즉 FC-BGA는 칩을 뒤집어 기판에 부착하고, 볼로 연결하는 고급 패키지 기판이다.

플립 칩은 마치 전원 콘센트에 플러그를 바로 꽂는 것과 비슷하다. 전통 방식은 플러그에 선을 별도 연결해야 하는 복잡한 방식이라면, 플립 칩은 선 없이 플러그를 바로 꽂아서 더 효율적이다.

전선 대신 바로 연결되니 신호 전달이 빠르면서 공간을 적게 차지해 더 작은 기기에 사용할 수 있다. 아울러 열을 효과적으로 분산시켜 칩이 과열되지 않는다.

②FC-BGA 시장 규모 2030년 164억 달러

FC-BGA는 전자 신호 전달 속도가 빠르고 고용량 데이터 처리에 유리해, AI 반도체, 데이터 센터, 스마트폰, 전기차 등 고성능 기기에 쓰인다.

후지카메라종합연구소에 따르면 글로벌 FC-BGA 시장 규모는 2022년 80억 달러(약11조 6912억원)에서 2030년 164억 달러(약 23조 9669억원)로 두 배 넘게 커질 것으로 전망되고 있다.

▲삼성전기 국내 선두 주자

삼성전기는 FC-BGA(Flip Chip Ball Grid Array) 산업에서 국내 선두주자로서, 고부가가치 제품의 생산과 기술 개발에 집중하고 있다. 

2022년 10월, 삼성전기는 국내 최초로 서버용 FC-BGA의 양산에 성공하며 업계 최고 수준의 기술력을 인정받고 있다.

2023년 7월에는 글로벌 반도체 기업 AMD와 고성능 컴퓨팅 서버용 FC-BGA 공급 계약을 체결하고 제품 양산을 시작했다.

2023년 6월 가동을 시작한 베트남 공장은 자동화된 물류 시스템과 첨단 제조환경을 기반으로 스마트 팩토리 시스템을 적용해 안정적인 생산을 이어가고 있다.

AI, 서버, 전장, 네트워크 등 하이엔드 반도체 기판 시장에 집중하여, 2026년까지 고부가 FC-BGA 제품 비중을 50% 이상 확보할 계획이다.

▲후발주자 엘지 이노텍, 시장 공략 속도

FC-BGA에서 비교적 후발주자인 LG이노텍은 지난해 12월 경북 구미4공장서 FC-BGA(플립칩 볼그리드 어레이) 양산에 들어갔다.

LG이노텍은 2022년 시장 진출 6개월 만에 구미 2공장 파일럿 생산라인을 활용해 네트워크 및 모뎀용 FC-BGA 기판과 디지털TV용 FC-BGA 기판 양산에 성공한 바 있다.

 LG이노텍은 FC-BGA 등 AI∙반도체 신사업 육성을 통해 균형 있는 사업 포트폴리오를 구축하고, 중장기 성장동력을 확보해 나간다는 방침이다.

LG이노텍은 구미 4공장을 업계 최고 수준의 AI/자동화공정을 갖춘 ‘드림 팩토리(Dream Factory)’로 구축해 FC-BGA 공정 시간을 단축하고 수율을 끌어올린다는 전략이다.

▲AI 시장을 둘러싼 삼성전기 vs LG이노텍의 격돌

AI에 채용되는 반도체는 복잡한 연산과 데이터 처리를 수행해야 하므로 기존 IT 제품보다 더 높은 수준의 신뢰성과 안정성이 요구된다.

특히, AI의 활용 범위가 넓어질수록 반도체의 성능과 신뢰성은 더욱 중요해지며, 극한의 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있는 기술이 필수적이다.

①삼성전기, AI 서버, 클라우드 회사와 연계

장덕현 삼성전기 대표이사 사장은 2025년 CES 행사 기간 중 지난 9일(현지시각) FC-BGA 상황에 대해서 언급했다.

그는 기자들과 만나 “FC-BGA와 관련해 글로벌 빅테크들과 협의 중”이라며 “고객 이름을 밝힐 순 없지만 AI 서버, 클라우드를 하는 회사로 보면 된다”면서 이같이 밝혔다.

앞서 장 사장은 지난해 10월 포항공대에서 취재진에게 “북미 클라우드서비스공급자(CSP) 4곳 중 한 곳에 AI 가속기용 기판을 공급할 예정으로 올해(2024년) 하반기 소량씩 양산하고 내년(2025년)에 본격 양산할 계획이다”고 밝힌 바 있다.

이어 FC-BGA 생산기지인 베트남 공장에 대해서는 “현재 서버 칩이나 네트워크, AI 서버 쪽으로 (FC-BGA를) 하는 베트남 공장 가동은 잘 되고 있다”고 전했다.

업계에선 장 사장이 이날 언급한 내용은 작년에 이어 추가 고객사를 확보했다는 뜻으로 해석된다.

②LG이노텍, 빅테크 기업과 개발 협력 추진

LG이노텍은 이번 CES 2025에서 처음 선보인 차량용 AP모듈 및 고부가 반도체용 기판인 FC-BGA를 앞세워, 반도체용 부품 시장 키 플레이어(Key Player)로서 새롭게 포지셔닝 하는 데 주력하고 있다.

차량용 AP 모듈은 차량 내부에 장착돼 ADAS(첨단운전자보조시스템), 디지털 콕핏(Digital Cockpit)과 같은 자동차 전자 시스템을 통합 제어하는 차량 반도체용 부품, 컴퓨터의 CPU처럼 차량의 두뇌 역할을 담당하고 있다.

문 대표는 지난 8일(현지시각) CES 현장에서 기자들과 만난 자리에서 “최근 북미 빅테크 기업들과 FC-BGA 양산을 시작을 했다”며 “이 외 여러 글로벌 빅테크 기업과 개발 협력을 추진하고 있다”고 밝혔다.

LG이노텍은 AI/서버용 등 하이엔드(High-end) FC-BGA 시장에도 단계적으로 진입해 사업 포트폴리오를 구축하고 FC-BGA를 조 단위 사업으로 육성해 나간다는 계획이다.

LG이노텍 관계자는 “지난 2022년 FC-BGA 사업 신규 진출 선언 이후 글로벌 빅테크 고객 확보에 성공하고 있다”면서 “드림 팩토리뿐 아니라 향후 지분 투자, M&A 등 FC-BGA 관련 외부 협력 방안도 적극 모색해, 시장 공략을 가속화해 나갈 예정”이라고 전했다.

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