[현장] 차·로봇 AI의 공통분모…커지는 기판, 미세해지는 회로

AI 활용 범위가 자동차와 로봇 같은 실제 기계로 확장되면서 이를 구성하는 전자부품의 사양도 바뀌고 있다. AI 기반 자동차·로봇 구동에는 주변 인식 센서와 입력 정보를 고속 처리하는 반도체가 필요하며, 이에 따라 고성능 반도체용 기판에는 더 많은 신호·전력의 안정 전달이 요구되는 변화가 나타나고 있다.

이 같은 변화는 14일 서울 코엑스에서 열린 '한국전자전(KES 2026)' 현장에서 작은 부품 수준에서도 확인됐다. 대덕전자는 자율주행차·휴머노이드 로봇용 반도체 패키지 기판 차세대 기술 로드맵을 공개했고, LG이노텍은 복수 센싱 기능을 통합·소형화한 차량용 모듈을 공개했다.

대덕전자는 자율주행차·휴머노이드 로봇의 공통 구조가 센서의 주변 인식, AI 반도체의 정보 처리, 구동부의 작동으로 이어진다고 설명했다. 이 같은 자율주행차·휴머노이드 로봇의 구조적 공통성을 배경으로 자동차에 선행 적용된 부품 기술이 로봇으로 확산하는 흐름이 나타나고 있으며, 서로 다른 기기용 부품 기술의 접점도 확대되고 있다.

대덕전자가 'KES 2026'에서 피지컬 AI용 FC-BGA와 관련 기술 로드맵을 공개했다. 사진 표기는 김병주 기자다.

대덕전자는 전시와 함께 피지컬 AI용 FC-BGA의 향후 사양 변화를 제시했다. FC-BGA는 CPU·ASIC 등 고성능 반도체와 메인보드를 연결하는 패키지 기판이다.

대덕전자는 피지컬 AI용 FC-BGA의 개발 방향으로 AI 반도체 성능 향상에 맞춘 크기 확대와 층수 증가를 제시했다. AI 반도체의 연산 성능이 상승할수록 기판의 신호 전달량과 전력 전달량이 증가하기 때문이다. 기판 면적 확대와 다층 회로 구성은 이렇게 증가한 신호와 전력에 대응하기 위한 것이다.

대덕전자의 로드맵에 따르면 올해 FC-BGA는 최대 65×65㎜·22층이다. 2027년 FC-BGA는 75×75㎜·26층으로 확대된다. 2028년 FC-BGA는 85×85㎜·30층으로 제시됐다.

반도체와 기판을 연결하는 범프 간격은 현재 약 140㎛다. 범프 간격 로드맵은 2027년 약 130㎛, 2028년 약 110㎛로 제시됐다. AI 반도체의 연산 성능이 높아질수록 기판은 더 커지고 층수는 많아지며 범프 간격은 더 촘촘해지는 흐름이다.

대면적·고다층 기판의 해결책으로는 크기·층수 확대만으로는 부족하다는 점이 제시됐다. 대면적·고다층 기판의 과제로는 휨 억제, 신호·전력 안정 전달, 열 관리가 꼽혔다.

대덕전자가 제시한 FC-BGA의 주요 기술 과제로는 고속 입출력, 메모리 대역폭, 전력 무결성, 대면적 패키지의 휨·열 제어가 제시됐다. 이는 단순히 기판의 크기와 층수를 늘리는 접근만으로는 대응하기 어렵다는 맥락에서 설명됐다.

자동차 레이더용 플립칩 칩스케일 패키지(FCCSP)에서는 다른 변화도 확인됐다. 자동차 레이더용 FCCSP의 방향은 기판 대형화보다 제한된 공간 내 회로 미세화에 맞춰졌다.

대덕전자가 공개한 로드맵에 따르면 올해 양산 제품의 미세회로 선폭·간격은 8/10㎛다. 차세대 제품의 미세회로 선폭·간격은 6/8㎛다. 2027년 미세회로 선폭·간격 목표는 5/5㎛이며, 2028년 미세회로 선폭·간격 목표는 4/5㎛다.

패드·비아 크기는 현재 60/80㎛이며 2028년 목표는 40/62㎛다. 솔더온패드(SOP) 피치는 현재 55㎛이며 목표는 2028년 35㎛다.

FCCSP는 반도체 칩·기판 플립칩 연결용 패키지 기판이다. 대덕전자는 자동차용 FCCSP의 핵심 기술로 미세 선폭·간격, 마이크로비아, 높은 신뢰성을 제시했다.

대덕전자는 향후 적용처 로드맵도 제시했다. 첨단운전자보조시스템(ADAS)·자동차 레이더에서 시작해 밀리미터파 센서·휴머노이드 센서로 확장하는 방향이다.

이는 자동차 주변 인식용 고주파·고신뢰성 기판 기술을 로봇 센싱 영역에 적용하려는 구상으로 이어진다. 차량용 센서에 쓰이는 기술의 적용 범위를 넓히는 흐름이다.

전시 현장에서는 LG이노텍이 'KES 2026' 미래 모빌리티 전시 공간을 선보였다. LG이노텍 부스에서는 차량 직접 탑재 센싱 부품의 변화를 확인할 수 있다. 사진 표기는 김병주 기자다.

반도체 기판 분야에서는 더 많은 회로를 수용하기 위한 기술 개발이 진행되고 있다. 센싱 부품 분야에서는 여러 기능을 단일 모듈에 집적하는 방식으로 공간을 축소하는 흐름이 나타난다. 카메라·IR 분리 구성에서 하나의 모듈로 통합하는 방향도 제시됐다.

LG이노텍은 운전자 상태 감지용 퓨전 센싱 모듈 시제품을 전시했다. 기존에는 RGB 카메라와 적외선(IR) 센싱이 분리된 구성이었지만, 이번 제품은 RGB 카메라와 IR 센싱을 단일 모듈로 통합했다. 이를 통해 RGB 영상과 IR 센싱을 동시에 활용해 운전자 얼굴과 상태를 감지하도록 구현했다.

LG이노텍은 복수의 센싱 기능을 통합하는 방식으로 새 모듈의 크기를 축소했다. 차량 내부 부품이 점유하는 공간도 줄이는 방식이다. LG이노텍 관계자는 이전 전시 제품 대비 새 모듈의 크기가 절반 가까이 감소했다고 설명했다.

LG이노텍은 실제 도로 환경 검증용 센싱 데이터 확보를 추진하고 있다. 데이터 수집 차량에 탑재한 장비는 카메라·레이더·라이다이며, 수도권에서 차량을 운행하면서 도로·객체·날씨 관련 데이터를 수집하고 있다. 데이터 수집 차량은 2028년까지 약 20대로 확대할 계획이다.

전시장에 배치된 퓨전 센싱 모듈은 아직 시제품 단계여서 이 모듈의 실제 적용 차종과 양산 일정은 미정이다. LG이노텍은 차량용 카메라·레이더·라이다를 결합한 복합 센싱 솔루션을 피지컬 AI 분야에 도입할 계획이다.

출처: 아이티데일리 (IT DAILY) · 김병주 기자
원문: https://www.itdaily.kr/news/articleView.html?idxno=242190

참고자료

• https://www.itdaily.kr/news/articleView.html?idxno=242190