유리 반도체 기판, 반도체 산업의 새로운 기회 - 유리기판 관련주

최근 인공지능(AI), 빅데이터 등의 기술이 발전하면서 많은 양의 데이터를 빠르게 처리하는 고성능 반도체 수요가 급증하고 있습니다. 이러한 상황에서 '유리'가 주목을 받고 있습니다.

 

인텔 자체 개발 유리 기판. 출처=인텔

 

유리는 기존의 플라스틱 반도체 기판보다 안전성과 전력 효율이 높다는 장점이 있습니다. 이러한 장점을 바탕으로 유리기판을 사용한 반도체는 고성능 반도체 시장에서 큰 성장 가능성을 가지고 있습니다.

 

SK는 미국에 공장을 짓고 양산을 준비 중이며, 일본 소재 기업 다이닛폰프린팅(DNP)도 사업 속도를 내고 있습니다. 최근에는 삼성까지 사업 진출을 공식화하며 '유리 경쟁'에 불이 붙었습니다.

 

반도체 업계는 유리 기판이 향후 반도체 패키징 공정의 판도를 바꿀 수 있는 소재로 주목하고 있습니다. 유리기판을 사용한 반도체는 고성능 반도체 시장에서 경쟁력을 강화할 수 있는 중요한 요소 중 하나입니다.

 

유리기판의 기술적 발전과 함께, 고성능 반도체 시장의 성장도 더욱 가속화될 것으로 예상됩니다.

 

https://n.news.naver.com/mnews/article/016/0002259105?sid=101

삼성도 낙점 ‘유리 반도체 기판’ 뜬다

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유리기판(Glass Substrate)

유리기판은 반도체 소자를 제작하기 위해 사용되는 기판 중 하나로, 고순도와 평탄도, 내열성, 화학적 안정성 등의 특성을 가지고 있습니다.

 

규소(Sillica)를 주성분으로 하며, 용융 상태에서 냉각하여 제작됩니다. 표면을 연마하고, 불순물을 제거하는 등의 공정을 거쳐 높은 평탄도를 얻습니다.

 

다양한 크기와 두께로 제작되며, 반도체 소자의 종류와 용도에 따라 적절한 크기와 두께를 선택하게 됩니다.

 

반도체 산업의 발전과 함께 유리기판의 기술도 발전하고 있으며, 최근에는 유리 기판의 단점을 보완하기 위해 실리콘 기판이나 그래핀 기판 등의 대체 소재가 연구되고 있습니다.

 

인텔이 시험 생산한 유리 기판 기반 반도체. 출처=인텔

 

유리 반도체 기판을 개발한 이유

1. 대면적화 : 고성능 반도체는 많은 트랜지스터를 필요로 하기 때문에, 반도체 기판의 크기가 커져야 합니다. 유리기판은 대면적화에 유리하기 때문에, 고성능 반도체를 개발하는 데 적합합니다.
2. 평탄도 : 고성능 반도체는 빠른 속도를 요구하기 때문에, 반도체 소자의 간격이 미세해야 합니다. 유리기판은 평탄도가 높아 반도체 소자의 간격을 미세하게 구현할 수 있습니다.
3. 얇은 두께 : 고성능 반도체는 높은 전력 효율을 요구하기 때문에, 반도체 소자의 크기가 작아야 합니다. 유리기판은 얇은 두께로 제작할 수 있어 반도체 소자의 크기를 작게 만드는 데 유리합니다.
4. 내열성과 내화학성 : 고성능 반도체는 높은 신뢰성을 요구하기 때문에, 내열성과 내화학성이 높은 유리기판이 필요합니다.
5. 가격 경쟁력 : 유리기판은 실리콘 기판에 비해 가격이 저렴하기 때문에, 고성능 반도체를 개발하는 데 있어서 가격 경쟁력을 확보할 수 있습니다.
6. 기술적 발전 : 유리기판은 기술적 발전이 빠르게 이루어지고 있어, 고성능 반도체를 개발하는데 있어서 기술적 한계를 극복할 수 있습니다.
7. 다양한 활용 분야 : 유리기판은 반도체뿐만 아니라 디스플레이, 태양광 등 다양한 분야에서 활용할 수 있습니다.

 

앱솔릭스 대표 반도체 글라스 기판 사업계획 발표

 

현재 사용되고 있는 반도체 기판과 유리기판 비교

1. 소재

• 반도체 기판 : 실리콘(Silicon)이 주재료로 사용됩니다. 실리콘은 전기적 특성이 우수하고, 가공이 쉬우며, 가격이 저렴하다는 장점이 있습니다.
• 유리기판 : 규소(Silica)가 주재료로 사용됩니다. 규소는 전기적 특성이 우수하고, 가공이 쉬우며, 내열성과 내화학성이 높다는 장점이 있습니다.

2. 제조 공정

• 반도체 기판 : 실리콘 웨이퍼를 가공하여 제작됩니다. 실리콘 웨이퍼는 표면을 연마하고, 불순물을 제거하는 등의 공정을 거쳐 제작됩니다.
• 유리기판 : 규소를 녹인 후 냉각시켜 제작됩니다. 규소는 표면을 연마하고, 불순물을 제거하는 등의 공정을 거쳐 제작됩니다.

3. 특성

• 반도체 기판 : 전기적 특성이 우수하고, 미세한 회로를 구현할 수 있습니다. 
• 유리기판 : 내열성과 내화학성이 우수하고, 대면적화에 유리합니다.

4. 가격

• 반도체 기판 : 유리 기판에 비해 가격이 바쌉니다.
• 유리기판 : 반도체 기판에 비해 가격이 저렴합니다.

5. 활용 분야

• 반도체 기판 : 고성능 반도체 소자를 제작하는 데 사용됩니다.
• 유리기판 : 디스플레이 패널을 제작하는 데 사용됩니다.

6. 대체 소재

• 반도체 기판 : 그래핀(Graphene) 기판 등의 대체 소재가 연구되고 있습니다.
• 유리기판 : 실리콘(Silicon) 기판 등의 대체 소재가 연구되고 있습니다.

기존 반도체 기판과 유리기판은 각각의 장단점이 있으며, 활용 분야와 대체 소재 등에서도 차이가 있습니다.

 

기존 패키징 방식(위)과 앱솔릭스 반도체 글라스 기판 패키징(아래) 비교. 출처=앱솔릭스

 

유리기판이 지금에서야 개발되는 이유

유리기판은 많은 장점이 있지만, 아래와 같은 이유로 아직까지 실리콘 기판이 더 많이 사용되고 있습니다.

• 가격이 비싸다.
• 깨지기 쉽다.
• 가공이 어렵다
• 두께를 얇게 만드는 데 한계가 있다.

하지만 최근에는 기술 발전으로 인해 위와 같은 단점들이 개선되고 있으며, 고성능 반도체 수요가 증가하면서 유리기판의 중요성이 더욱 높아지고 있습니다.

 

이미 인텔에서는 유리기판을 적용한 반도체 시제품 개발에 성공하였으며, 앞으로 더욱 활발한 연구와 개발이 이루어질 것으로 예상됩니다.

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유리기판 관련주(글라스기판 관련주)

1. 와이씨켐 : 2012년부터 유리기판 관련 산학연구 진행 / 글라스기판 구리 도금용 포토레지스트와 글라스기판 균열을 보호하는 특수 폴리 등 유리기판 소재 개발

 

2. 필옵틱스 : 레이저 기술을 활용해 글라스기판으로 패키징 된 반도체를 개별 칩으로 자르는 장비 개발(글라스기판 절단 장비)

 

3. SKC : 자회사 앱솔릭스가 글라스기판 사업 추진, 미국 공장 완공 및 2025년 대량 양산 체제를 구축해 고성능 컴퓨팅(HPC)용 반도체 수요에 대비한다고 밝힘

 

4. HB테크놀로지 : SKC 앱솔릭스에 글라스기판 검사장비 공급

 

5. 켐트로닉스 : 유리 가공 업체 / 인텔이 2030년 유리기판을 적용한 칩 양산을 선언하면서, 인텔 파트너로 거론된 바 있음 / 삼성디스플레이의 아이패드용 OLED 패널에서 유리기판을 얇게 만드는 후공정 식각 공정 수행

 

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코닝 관련주

코닝은 특수유리 제조 업체로 디스플레이용 유리기판 시장점유율 1위 업체

유리기판 시장점유율 1위로 유리 반도체 기판 테마와 엮일 가능성에 대비

 

1. 유티아이 : 카메라모듈, 터치패널 등의 강화유리 가공업체 / 코닝과 전략적 파트너 관계

 

2. 제이티 : 반도체 검사장비 업체 / 코닝에 UTG 레이저 커팅장비 납품 계약 체결 이력(레이저를 사용해 UTG 공정에 사용하는 글라스 원장을 자동으로 커팅하는 장비)

 

3. 제이엔티씨 : 강화유리 제조업체 / 2020년부터 코닝과 CM(커스터마이징) 비즈니스 진행 / 코닝과 협력으로 신소재를 적용한 강화유리 제품 사업화

 

4. 희림 : 코닝과 전략적 업무협약(MOU) 체결 / 업무협약을 통해 코닝사의 ATG(건축용 유리) 포트폴리오 내 삼복층 유리 창호 제품과 유리 접합 제품에 집중할 예정으로 알려짐