AI 서버·GPU 전력 안정화 핵심 부품 부상
[메가경제=황성완 기자] "삼성전기는 글로벌 대형 기업과 체결한 '실리콘 캐패시터' 공급 계약을 바탕으로 제품 라인업을 확대하고, 고객사 다변화를 통해 시장 점유율을 지속적으로 확대해 나갈 계획입니다."
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| ▲김원기 삼성전기 실리콘 캐패시터 개발 총괄이 11일 태평로빌딩에서 진행된 실리콘 캐패시터 세미나를 통해 발언하고 있다. [사진=메가경제] |
김원기 삼성전기 실리콘 캐패시터 개발 총괄(그룹장)은 지난 11일 서울 종로 태평로빌딩에서 진행된 '실리콘 캐패시터 세미나(Si Capacitor Seminar)'를 통해 이같이 밝혔다.
그는 "AI 서버와 고성능 컴퓨팅(HPC), 자율주행 등 차세대 산업에서 전력 안정성과 신뢰성 확보가 무엇보다 중요해지고 있다"며 "실리콘 캐패시터는 이러한 수요에 대응할 수 있는 핵심 부품"이라고 강조했다.
실리콘 캐패시터는 AI, 고성능 HPC, 광통신 등 고속·고밀도 전자장치의 전력 안정성을 높이고 부품 집적도를 극대화하는 핵심 소자로, 캐패시터는 전기를 일시적으로 저장했다가 반도체가 필요로 할 때 안정적으로 공급하는 '댐' 역할과 미세한 전기 노이즈를 걸러내는 '필터' 역할을 하는 전자부품을 말한다.
삼성전기에 따르면 최근 AI 시장 확대와 함께 반도체 성능 경쟁이 치열해지면서 전력 공급 안정성과 노이즈 제어 기술의 중요성이 커지고 있다. 특히 AI 서버용 GPU와 고대역폭메모리(HBM), 모바일 애플리케이션 프로세서(AP), 자율주행용 고성능 프로세서 등은 순간적인 전력 변동이 크고 고속 신호 처리가 요구돼 안정적인 전원 공급이 필수적이다.
이에 따라 캐패시터는 전기를 일시적으로 저장했다가 필요할 때 공급하는 '댐' 역할과 함께 전기적 노이즈를 제거하는 '필터' 역할을 수행한다. 캐패시터가 없을 경우 전원 불안정으로 인한 오작동, 기능 저하, 심할 경우 시스템 정지까지 발생할 수 있다는 것이 업체 측 설명이다.
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| ▲'실리콘 캐패시터' 제품 이미지. [사진=메가경제] |
◆ AI 반도체 전력 안정화 핵심 부품 '실리콘 캐패시터'
실리콘 캐패시터는 D램 제조 공정에서 사용되는 ISC(Integrated Stack Capacitor) 기술을 응용해 웨이퍼 표면에 미세 구조를 형성하고, 내부에 유전체와 전극을 적층하는 방식으로 제작된다. 이를 통해 작은 면적에서도 높은 전기 용량을 확보할 수 있으며, 기존 적층 구조의 적층세라믹콘덴서(MLCC) 대비 더욱 얇은 두께와 우수한 고주파 특성을 구현할 수 있는 것이 특징이다.
특히 AI 서버용 GPU와 모바일 AP 패키지에서는 반도체 칩 인근에서 발생하는 전력 변동을 즉각 보정해야 한다. 실리콘 캐패시터는 낮은 ESL(등가직렬인덕턴스) 특성을 바탕으로 노이즈를 제거하고 안정적인 전력 공급을 지원한다.
김 그룹장은 "AI 서버와 HPC 시장에서는 얼마나 높은 성능을 구현할 수 있는지뿐 아니라 노이즈를 얼마나 효과적으로 제어하고, 고온 환경에서도 안정적으로 동작할 수 있는지가 중요하다"며 "실리콘 캐패시터는 이러한 요구 조건을 충족할 수 있는 솔루션"이라고 설명했다.
삼성전기는 실리콘 캐패시터의 주요 강점으로 ▲초박형 구조 ▲고용량 밀도 ▲Low ESL ▲고온·고전압 환경 안정성 ▲고객 맞춤형 설계 등을 꼽았다.
그는 "실리콘 캐패시터는 단층 구조 기반으로 제작돼 두께를 최소화할 수 있으며, 제품 크기와 두께, 단자 개수, 외부 전극 형태 등을 고객 요구에 맞춰 자유롭게 설계할 수 있다"며 "또한 125도 이상의 고온 환경과 15~50V 수준의 고전압 환경에서도 안정적으로 동작한다"고 강조했다.
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| ▲삼성전기 MLCC 제품 이미지. [사진=메가경제] |
◆ MLCC와 상호 보완…AI·전장 시장 공략 확대
삼성전기는 실리콘 캐패시터와 MLCC가 경쟁 관계가 아닌 상호 보완적 관계라고 설명했다. MLCC는 다층 세라믹 구조를 기반으로 대용량 구현과 고전압 대응에 강점을 보유하고 있는 반면, 실리콘 캐패시터는 초박형 설계와 우수한 고주파 특성, 패키지 내부 탑재에 유리한 특성을 갖고 있다.
이에 따라 AI 서버와 같은 고성능 시스템에서는 MLCC와 실리콘 캐패시터를 함께 적용해 최적의 전력 안정성을 구현하는 사례가 증가하고 있다.
삼성전기는 MLCC와 반도체 패키지 기판, 실리콘 캐패시터를 동시에 공급할 수 있는 업계 유일의 기업으로 AI 데이터센터용 토털 솔루션 경쟁력을 확보했다고 설명했다.
향후 사업 전략도 AI 중심으로 전개된다. 회사는 우선 AI 서버용 GPU와 모바일 AP 패키지 시장에 집중한 뒤 자율주행과 광통신 등 고신뢰성이 요구되는 분야로 사업을 확대할 계획이다.
김 그룹장은 "피지컬 AI와 휴머노이드 로봇 시장이 확대되면서 고신뢰성 전력 안정화 부품 수요도 증가하고 있다"며 "대량의 반도체와 전자부품이 사용되는 만큼 실리콘 캐패시터 적용 범위 역시 지속적으로 확대될 것으로 전망한다"고 말했다.
한편, 삼성전기는 글로벌 실리콘 캐패시터 시장이 2026년부터 2031년까지 연평균 18% 수준의 성장세를 기록할 것으로 전망하고 있다. 이에 따라 글로벌 고객사 공급 확대와 함께 고용량·고기능 제품 개발을 통해 시장 선점에 나선다는 방침이다.
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