실리콘 캐패시터 앞세운 삼성전기…"고성능 반도체 전 영역 대응"
고성능 반도체 전력 안정성 수요 증가 실리콘 캐패시터·MLCC 동반 성장 전망 CPU·GPU 전력 안정화 핵심 부품 부상
[파이낸셜뉴스] 삼성전기가 인공지능(AI) 반도체 전력 안정화 핵심 부품인 실리콘 캐패시터를 앞세워 차세대 AI 반도체 시장 공략에 속도를 내고 있다. AI 서버와 데이터센터를 중심으로 전력 안정성 중요성이 커지면서 초박형·고성능 특성을 갖춘 실리콘 캐패시터 수요도 빠르게 확대되는 추세다. 삼성전기는 기존 주력 제품인 적층세라믹캐패시터(MLCC)와 실리콘 캐패시터를 양축으로 육성해 모바일부터 AI 서버, 전장, 피지컬 AI까지 아우르는 토털 솔루션 경쟁력을 강화할 계획이다.
■ AI 서버 확산에 주목받는 실리콘 캐패시터
김원기 삼성전기 실리콘 캐패시터 그룹장은 지난 11일 서울 중구 태평로빌딩에서 열린 미디어 브리핑에서 "실리콘 캐패시터는 MLCC가 대응하기 어려운 초박형·고성능 영역에서 강점을 갖고 있다"며 "MLCC와 실리콘 캐패시터가 함께 시장을 확대하는 구조로 보고 있다"고 밝혔다.
실리콘 캐패시터는 실리콘 웨이퍼 기반 반도체 공정을 활용해 제조되는 부품이다. 웨이퍼 내부에 미세 구조를 형성해 작은 면적에서도 높은 전기 용량을 구현할 수 있으며 MLCC 대비 100배 이상 낮은 기생 인덕턴스(ESL)를 구현해 신호 손실과 노이즈를 줄일 수 있다.
특히 AI 서버는 대규모 연산 과정에서 전압과 전류 변화가 빈번하게 발생해 전력 안정성이 중요하다. 실리콘 캐패시터는 전력 공급 경로를 단축하고 전류 흐름을 안정적으로 제어할 수 있어 고성능 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU)의 전력 안정화에 적합한 솔루션으로 평가받는다.
삼성전기는 D램 캐패시터 구조에서 착안해 필요한 기능만 분리한 뒤 고객 요구에 맞춰 용량과 전압 특성을 재설계했다. 김 그룹장은 "실리콘 웨이퍼 내부에 미세한 구멍을 촘촘하게 형성하고 전극과 유전체를 구현해 초소형·고성능 특성을 확보했다"고 설명했다.
이어 "AI 서버처럼 고속 동작과 급격한 전력 변동이 발생하는 환경에서는 MLCC만으로 대응하기 어려운 영역이 존재한다"며 "실리콘 캐패시터가 초고성능 영역을 보완할 수 있다"고 덧붙였다.
■ MLCC와 시너지…토털 솔루션 경쟁력 강화
삼성전기는 실리콘 캐패시터를 MLCC의 대체재가 아닌 보완재로 보고 있다. MLCC는 대용량·고전압 특성에 강점을 갖고 실리콘 캐패시터는 초박형·저노이즈 특성이 강점인 만큼 적용 영역이 다르다는 설명이다. 이에 따라 AI 서버와 같은 고성능 시스템에서는 두 제품을 함께 적용하는 사례가 늘고 있다.
삼성전기가 내세우는 경쟁력은 패키지기판과 MLCC, 실리콘 캐패시터를 모두 보유한 토털 솔루션 역량이다. 반도체 패키지 설계 단계부터 기판과 캐패시터를 통합 제안할 수 있어 개발 기간을 단축하고 최적의 설계를 지원할 수 있다는 설명이다.
실제로 패키지기판과 MLCC, 실리콘 캐패시터를 모두 공급할 수 있는 업체는 삼성전기가 유일하다. 경쟁사들은 대부분 실리콘 캐패시터 또는 MLCC를 개별적으로 공급하고 있다. 삼성전기는 이를 기반으로 고객사와 초기 설계 단계부터 협업을 확대하고 있다.
적용 분야도 빠르게 넓어지고 있다. 초기에는 모바일 애플리케이션 프로세서(AP) 중심으로 수요가 형성됐지만 현재는 AI 서버와 데이터센터로 확대됐다. 향후 전장과 피지컬 AI, 항공우주, 광통신 분야에서도 수요가 증가할 것으로 전망된다.
김 그룹장은 "실리콘 캐패시터는 모바일에서 시작해 데이터센터로 확대됐고 같은 흐름이 피지컬 AI 영역으로 이어지고 있다"며 "AI 기반 제어가 일반화될수록 빠른 연산과 높은 신뢰성이 요구되는 만큼 수요는 더욱 늘어날 것"이라고 말했다.
한편 삼성전기는 AI 인프라 투자 확대에 힘입어 실리콘 캐패시터 시장이 오는 2031년까지 연평균 18% 성장할 것으로 전망했다. 최근 글로벌 대형 고객사와 공급 계약을 체결한 만큼 고용량·다기능 제품 확대와 고객사 다변화에도 속도를 낼 계획이다.
moving@fnnews.com 이동혁 기자
