AI 기판, 고객이 증설비까지 댄다…미래 생산능력 확보전

AI 반도체용 패키지기판 확보 방식이 변화하고 있다. AI 반도체용 기판이 대형화되고 제조 난도가 상승하면서 수요 발생 후 설비 증설만으로 대응하기가 어려워졌기 때문이다.

이에 고객사는 주문 외에도 공급업체의 증설 자금을 지원하고, 향후 생산 물량을 선확보하는 방식으로 움직이고 있다. 기존의 단순 발주를 넘어서는 대응이 확산하는 모습이다.

이런 흐름 속에서 삼성전기는 고성능 반도체용 FC-BGA를 보유하고 있다. 엔비디아는 21일(현지시간) 독일 베를린 'GTC 2026'에서 삼성전기·일본 이비덴·대만 유니마이크론을 통해 자사 제품용 기판 생산능력을 향후 3년간 2.5배 확대하겠다고 발표했다. 엔비디아는 삼성전기·이비덴·유니마이크론을 통한 기판 생산능력을 3년간 2.5배 확대한다고 밝혔다.

엔비디아와 이비덴의 방식은 생산능력 예약을 위한 선급금 지급이다. 선급금 규모는 수십억 달러이며, 지급 목적은 일본 오노 공장 증설 지원이다. 오노 공장의 생산능력은 현재 대비 3배 수준으로 확대되며, 증설 설비 가동 시점은 2028년 1분기다.

엔비디아는 유니마이크론과 생산능력 예약 계약을 체결하고, 삼성전기와는 세종·부산 사업장 내 엔비디아 전용 생산시설에 공동 투자하며 AI 기판 공급 기반을 선제적으로 묶고 있다. 유니마이크론의 대만 KF 기판 생산시설 확대도 지원한다.

유니마이크론의 신규 설비 가동 시작 시점은 2027년 2분기다. 유니마이크론의 신규 설비 전면 가동 예정 시점은 2028년 중반이다.

엔비디아와 삼성전기의 세종·부산 사업장 내 엔비디아 전용 생산시설 공동 투자와 함께, 삼성전기의 엔비디아용 패키지기판 다년 공급 개시 시점은 올해다. 공급 대상은 엔비디아 연산 칩셋과 데이터센터용 고속 네트워크 스위치다. 엔비디아향 삼성전기 패키지기판 공급량은 매년 두 자릿수 비율로 증가한다. 2028년 엔비디아 물량은 삼성전기 연간 패키지기판 생산능력의 상당 부분을 차지할 전망이다.

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 수요가 이례적이고 제약은 생산능력이라고 밝혔다. 고객사가 수년 후 사용할 설비의 생산 물량을 선점하는 배경에는 AI 반도체용 기판 대형화가 있다.

AI 가속기 연산 성능 향상에 따라 패키지 내 칩 수가 증가하고 입출력 단자도 증가한다. 칩과 단자 증가에 따라 기판 면적이 확대되고 기판 층수도 증가한다. 기판 면적이 확대되면 동일 크기 패널 1장당 생산 가능한 기판 수가 감소한다. 초미세 회로 구현 공정 난도도 상승하고, 열에 따른 기판 휨 억제 공정 난도도 상승한다.

젠산제(Shan-Chieh Chien) 유니마이크론 회장은 대만 인쇄회로기판협회(TPCA) 행사에서 AI 가속기용 기판의 대형화가 진행되고 있다고 밝혔다. AI 가속기용 기판 크기는 초기 약 1레티클에서 2025년 3레티클 수준으로 커졌고, 올해는 5레티클, 2027~2028년에는 5~9레티클로 확대될 전망이라고 설명했다. 레티클은 반도체 노광 공정에서 1회 회로 패턴 형성 영역 기준 크기 표현이라고 전했다.

그는 기판 대형화와 함께 생산설비와 소재 확보 부담도 커지고 있다고 밝혔다. 설비 증설 소요 시간은 장기화하고 있으며, 유니마이크론이 구매하는 생산장비의 80% 이상은 납기가 장기화했고 일부 장비는 주문부터 도입까지 최대 30개월이 걸린다고 설명했다. 기판 소재 공급도 빠듯한 상황으로, 저열팽창 유리섬유와 동박적층판(CCL), ABF 필름이 공급 부족 소재라고 전했다.

이 같은 장비 납기 지연과 소재 공급 부족이 겹치면서 공급업체의 투자 방식도 수요 확인 후 자체 자금으로 증설하던 방식에서 고객사와 공동으로 위험을 부담하는 방식으로 전환되고 있다고 밝혔다. 그는 삼성전기의 AI 서버용 플립칩 볼그리드어레이(FC-BGA) 투자 발표를 사례로 제시했다. 삼성전기는 9월 6조7800억 원 투자 계획을 발표했으며, 세종사업장에 4조2700억 원, 베트남 법인에 2조5100억 원을 투자하고, 글로벌 빅테크·반도체 고객사의 투자금 지원과 중장기 물량 보장을 투자 재원·조건으로 제시했다고 전했다.

고객사들이 미래 생산 물량을 미리 확보하려는 움직임이 확산하는 가운데 공급업체들은 이를 바탕으로 증설과 가동률 확보를 추진하고 있다. 삼성전기는 고객사 지원을 기반으로 신규 CAPEX 위험을 완화하고 중장기 물량을 확보해 신규 설비의 가동률을 확보할 수 있다고 설명했다. 세종사업장 투자는 2028년 5월까지 진행되며 양산은 같은 해 9월 시작한다.

다만 예약 물량과 실제 수요 간 격차가 부상하고 있다. AI 반도체 공급 부족을 우려하는 고객사들이 존재하는 가운데 동일한 수요를 전제로 다수 공급업체와 생산능력 예약 계약을 맺을 수 있기 때문이다. 이 경우 업체별 예약 물량의 합계가 실제 필요 물량을 초과할 가능성이 있다.

공급업체들은 예약을 기반으로 설비를 증설할 수 있지만 실제 주문이 예약 물량에 미달하면 신규 설비의 가동률에 영향을 받을 가능성이 있다. 유니마이크론은 AI 수요 대응을 위한 생산능력 확대를 진행하고 있다. 다만 유니마이크론이 지목한 과제로는 장비 제약과 짧아진 제품 개발주기, 생산능력 중복 약정이 있다.

예약 수요가 실제 주문으로 전환되는지 여부는 주요 증설 설비가 본격 가동되는 2027~2028년부터 확인될 전망이다. 대상 시기는 주요 증설 설비 본격 가동 시점이다.

출처: 아이티데일리 (IT DAILY) · 김병주 기자
원문: https://www.itdaily.kr/news/articleView.html?idxno=242410

참고자료

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