LG이노텍, 올해 RF-SiP 점유율 80%로 확대 전망…FC-CSP도 '풀가동'

(서울=연합인포맥스) 한종화 기자 = LG이노텍[011070]이 글로벌 지배력을 공고히 하고 있는 무선주파수 패키지형 시스템(RF-SiP) 기판 분야에서 올해 점유율이 80%까지 확대될 것으로 전망했다.

모바일 애플리케이션 프로세서(AP·스마트폰의 두뇌 역할을 하는 반도체) 기판인 플립칩 칩스케일 패키지(FC-CSP)는 모바일 AP를 넘어 메모리 등으로 적용 영역을 본격적으로 확대할 계획이다.

LG이노텍은 16일 강서구 마곡 본사에서 패키지솔루션 주요 제품을 주제로 한 미디어 테크 데이를 개최하고 RF-SiP의 글로벌 점유율이 작년 약 65%(글로벌 상위 5개 고객사 기준)에서 80%까지 확대될 것이라는 전망을 밝혔다.

스마트폰 부품으로서의 기본적인 수요에 더해, 두께가 얇은 슬림한 스마트폰이 글로벌 모바일 업계의 트렌드로 자리 잡으면서 자체 기술로 기판 두께를 줄인 LG이노텍의 제품이 차별화된 경쟁력을 확보했기 때문이다.

RF-SiP는 무선통신에 필요한 다양한 부품을 하나의 패키지로 결합한 통신용 반도체 부품이다. LG이노텍은 관련 기술 특허만 1천868건에 달할 정도로 고집적·초정밀 기판 기술력을 키워 왔다.

RF-SiP 두께를 줄이는 핵심 기술은 코퍼포스트(Cu-Post) 공법과 코어리스(Coreless) 기술 두 가지다.

5세대 이동통신(5G) 스마트폰은 5G 통신만 지원하는 게 아니라 기존 롱텀에볼루션(LTE·4세대 이동통신) 통신도 지속 지원하도록 설계됐다. 이 때문에 회로를 늘리고 부품도 최소 60%를 추가 탑재해야 했는데, 그런데도 두께가 얇은 스마트폰 형태를 유지하라는 것이 고객사의 요구였다.

LG이노텍은 반도체 기판의 납땜용 구슬인 솔더볼(Solder Ball)을 기판에 직접 연결하는 대신 구리 기둥인 코퍼 포스트를 먼저 세우고 그 위에 솔더볼을 작게 얹는 새로운 공법을 2024년 세계 최초로 스마트폰에 적용하는 데 성공했다.

기둥구조 덕분에 솔더볼 간격은 더욱 촘촘해졌고, 기판의 두께는 20%, 면적은 25% 가량 줄일 수 있었다.

코어리스 기술은 기존 기판에서 코어로 불리는 원소재를 제거하고, 절연층(프리프레그·Prepreg)만으로 기판을 만드는 방식이다. 코어리스 기술을 적용하면 기판의 두께가 20% 얇아진다.

LG이노텍은 2011년 코어리스 기술을 적용한 RF-SiP 기판을 세계 최초로 양산하는 데 성공했다.

남상혁 LG이노텍 패키지솔루션 연구소장은 "솔더볼 간격을 지금보다 10% 줄인 차세대 코퍼 포스트 기술을 개발하고 있다"며 "이를 통해 다가올 6세대 이동통신(6G) 시대 부가가치가 더욱 높아진 RF-SiP 기판을 선보일 것"이라고 말했다.

◇ 에이전틱 AI 시대 불티나는 FC-CSP…모바일AP 넘어 메모리로 영역 확대

모바일 AP용으로 주로 사용됐던 FC-CSP 기판은 AI 시대를 맞아 적용 영역이 메모리 분야로 본격 확장되는 추세다.

추론형 에이전틱 AI 시대가 도래하면서 AI 가속기와 서버 등에 GDDR(Graphics Double Data Rate)과 같은 메모리용 반도체의 채용이 대폭 확대됐기 때문이다. 이에 따라 메모리 반도체 패키징을 담당하는 FC-CSP 기판의 수요도 함께 급증했다.

명세호 패키지솔루션개발담당(상무)은 "FC-CSP 기판은 기존 메모리 기판 대비 전기적·고집적 특성이 높아 칩 성능 향상에 유리하다"며 "성능 및 집적도 향상을 위해 기존 메모리 기판을 FC-CSP 기판으로 대체 적용하는 것이 트렌드가 됐다"고 설명했다.

발열 문제를 잡기 위한 새로운 기판 구조도 개발했다.

기존의 'MEP(Molded Embedded Package)' 구조에서는 AP와 메모리칩이 들어간 기판을 8층 구조로 쌓아 발열이 심했지만 LG이노텍은 AP와 메모리를 6층의 통합 기판 위에 결합해 층수를 낮추고 발열도 줄였다.

'하이브리드 스택업'이라고 불리는 이 새로운 구조의 FC-CSP는 현재 프리미엄 스마트폰 위주로 공급되고 있다.

현재 LG이노텍 구미 공장의 FC-CSP 생산 라인은 이미 완전가동 중이다. LG이노텍은 베트남 공장에 1조원을 투자해 RF-SiP와 FC-CSP의 생산 능력을 확대할 계획이다.

황정호 패키지솔루션마케팅담당(상무)은 "LG이노텍은 최근 글로벌 반도체 고객향 GDDR7용 FC-CSP 기판을 수주했다"며 "이번 달 착공에 들어가는 베트남 반도체 기판 신공장에서 FC-CSP와 RF-SiP 기판 생산라인을 가장 먼저 늘려 국내외 고객 수요에 대응할 계획"이라고 설명했다.

jhhan@yna.co.kr