실리콘 캐패시터 목업(모형). 삼성전기 제공

하이엔드 반도체 패키지 기판인 FC-BGA와 전력량 조절 수동 소자인 MLCC로 전성기를 구가 중인 삼성전기가 인공지능(AI) 시대 핵심 부품으로 꼽히는 ‘실리콘 캐패시터’를 본격 육성한다.

김원기 삼성전기 실리콘 캐패시터 그룹장은 최근 미디어 세미나를 열어 “AI 인프라 투자 확대로 실리콘 캐패시터를 활용한 전력 안정화 설루션의 중요성이 커지고 있다”며 “고용량·다기능 제품군을 확장하고 글로벌 고객사를 다변화해 시장 점유율을 키워 나갈 것”이라고 말했다.

캐패시터는 전자제품 안에서 전기를 저장했다가 반도체가 필요로 할 때 안정적으로 제공하는 물탱크 역할을 한다. 전기 신호 간섭인 ‘노이즈’를 걸러 오동작을 막는다.

실리콘 커패시터는 초박형 구조인 데다 저항이 낮아 노이즈를 효과적으로 제거하고 고온·고전압에서도 AI 반도체의 성능과 안정성을 유지한다.

실리콘 웨이퍼에 얇은 유전체(절연체)와 전극층을 증착해 만드는 만큼 두께가 최소 약 40㎛(마이크로미터·100만 분의 1ｍ)로 얇다. 이 때문에 반도체 패키지 내부나 칩 아래에 탑재할 수 있다.

AI 반도체는 일반 반도체보다 전력 소모와 순간적인 전력 변화의 폭이 크다. 특히 GPU(그래픽 처리 장치), HBM(고대역폭 메모리)가 탑재되는 AI 서버용 패키지는 고집적·대면적 구조로 설계된다. 이 때문에 반도체 칩과 가장 가까운 위치에서 전력을 안정적으로 공급하는 부품과 기술이 핵심 경쟁력이 된다.

AI 인프라 투자가 확대되면서 전력 안정화 설루션의 중요성도 커진다. 실리콘 캐패시터 시장은 올해부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 18% 에 달할 것으로 예상된다. 실리콘 캐패시터는 AI 반도체 패키지 고도화와 함께 수요가 확대될 것으로 전망되며 향후 AI 서버, 자율주행, 고성능 컴퓨팅 등 다양한 분야로 적용 범위가 넓어질 것으로 예상된다.

이 시장은 파운드리(반도체 위탁생산) 1위 기업인 대만 TSMC, 일본 무라타가 장악했지만 삼성전기는 통신 모듈 사업을 통해 쌓은 반도체 공정 기술과 글로벌 2위인 MLCC 역량을 바탕으로 틈새 확대에 나선다.

삼성전기는 2024년 말 실리콘 캐패시터 양산을 시작해 지난달 미국 빅테크 기업에 1조5570억 원가량의 제품을 공급하는 대규모 계약을 따낸 바 있다. 정옥재 기자 littleprince@kookje.co.kr