인공지능(AI) 데이터센터용 메모리에서 자리 잡은 장기공급계약(LTA)이 적층세라믹커패시터(MLCC)와 패키지기판, 테스트소켓, 전력기기 등으로 확산하고 있다. 글로벌 빅테크가 핵심 부품 공급 부족으로 물량 및 생산능력을 수년 전에 확보하면서, 부품업계도 선주문을 확인하고 투자하는 수주형 사업에 가까워지는 모습이다. 독립리서치기업 그로쓰리서치는 3일 보고서에서 최근 LTA가 계약기간을 늘리는 수준을 넘어 최소구매물량과 가격 상·하한, 선수금, 의무인수 조건 등을 결합하는 방식으로 진화하고 있다고 분석했다. AI 데이터센터는 메모리 반도체, 기판, 전력설비 중 하나만 제때 공급되지 않아도 구축 일정 전체가 밀릴 수 있다. 이에 빅테크들은 공급망 전반에서 생산능력을 미리 묶어두려고 하는 상황이다. 이런 변화는 공급 부족이 극심한 메모리 업계에서 가장 뚜렷하다. 삼성전자는 최근 2분기 실적 콘퍼런스콜에서 장기계약 물량을 전체 메모리 생산능력의 60~70%까지 늘릴 방침이라고 밝혔다. SK하이닉스도 지난달 29일 실적 발표에서 핵심 고객을 포함한 10여곳과 장기공급계약 협상을 마무리했으며, 추가 계약을 논의 중이라고 설명했다. 그간 반도체 시황을 내다보고 생산량과 투자 규모를 정했다면 이제 고객사의 구매 약정과 가격 조건을 먼저 확보한 뒤 증설에 나서는 것이다. AI 서버용 부품 시장도 빠르게 변화하고 있다. 삼성전기는 글로벌 고객과 2027년부터 2년간 1조 5000억원 규모의 실리콘 커패시터 공급계약을 체결했다. AI 가속기와 서버용 중앙처리장치(CPU)에 쓰이는 MLCC와 고사양 반도체 패키지기판(FC-BGA)에서도 장기 공급과 증설 논의가 이어지고 있다. 고객사가 필요한 물량을 미리 확약하고, 공급업체는 이를 근거로 생산능력을 늘리는 방식이다. 이런 변화는 중소기업에서도 나타나고 있다. 반도체 검사장비와 칩을 연결하는 테스트소켓을 만드는 ISC는 고객사 선수금을 바탕으로 AI 전용 생산라인을 구축하고 있다. 그로쓰리서치는 ISC의 올해 LTA 매출 비중이 50%를 넘고, 2029년 생산능력은 500만개까지 늘어날 것으로 내다봤다. 선점 범위는 데이터센터 가동에 필요한 전력설비까지 넓어졌다. HD현대일렉트릭은 1조 1000억원 규모의 장기계약을 확보해 AI 데이터센터용 전력기기를 공급한다. 다만 장기계약이 곧 확정 매출을 뜻하는 것은 아니다. 월스트리트저널은 AI 수요가 둔화하면 계약 물량을 줄이거나 공급 기간과 가격을 다시 협상할 수 있다고 지적했다.

삼성전기가 인공지능(AI) 시대의 핵심 전자부품으로 꼽히는 ‘실리콘 커패시터’ 시장 공략을 본격화한다. 부품 단품 판매를 넘어 차세대 AI 서버용 기판과 부품을 동시에 맞춤 공급하는 ‘토털 솔루션’ 전략으로 글로벌 주도권에 다가서겠다는 구상이다. 김원기 삼성전기 실리콘 커패시터 그룹장은 지난 11일 서울 중구 삼성전자 기자실에서 제품 세미나를 열고 이런 전략을 공개했다. 김 그룹장은 “AI 인프라 투자 확대로 실리콘 커패시터를 활용한 전력 안정화 솔루션의 중요성이 커지고 있다”며 “AI 반도체 패키지 기판과 MLCC(적층세라믹커패시터), 실리콘 커패시터까지 일괄 공급할 수 있는 유일한 기업이 삼성전기”라고 설명했다. 커패시터는 전기를 잠시 저장했다가 반도체가 필요로 할 때 안정적으로 공급하는 ‘전력 댐’ 역할을 하는 필수 부품이다. AI 서버와 고성능 컴퓨팅(HPC) 수요가 급증하면서 고밀도 전자장치의 안정성을 높이는 실리콘 커패시터가 차세대 핵심 부품으로 부상했다. 기존 MLCC는 세라믹판을 적층하는 구조상 두께에 한계가 있지만, 실리콘 커패시터는 반도체 제조 공정을 응용해 최소 약 40㎛(마이크로미터) 수준의 초박형으로 제작할 수 있다. 덕분에 칩에 가장 근접한 반도체 패키지 내부나 칩 하단에 탑재가 가능해, 전력 손실을 최소화하고 공간 효율을 극대화할 수 있다. 특히 삼성전기는 기판과 부품의 통합 공급이 가능하다는 차별점을 갖고 있다. 부품을 기판에 장착하거나 내장하는 과정에서 불량이 발생하면 업체 간 책임 공방으로 제품 출시가 지연되기 쉬운데, 삼성전기는 두 솔루션을 함께 공급해 빅테크 고객사의 개발 기간을 대폭 단축할 수 있다. 실제 지난달 미국 빅테크 기업과 1조 5570억원 규모의 첫 대규모 공급 계약을 체결했다. 시장조사기관 모도르 인텔리전스에 따르면 세계 실리콘 커패시터 시장은 올해 23억 달러(약 3조 5000억원)에서 2031년 32억 4000만 달러(약 5조원)로 확대될 전망이다. 

삼성전기가 인공지능(AI) 시대의 핵심 전자부품으로 꼽히는 ‘실리콘 커패시터’ 시장 공략을 본격화한다. 단순히 부품 단품을 파는 구조를 넘어, 차세대 AI 서버용 기판과 부품을 한 번에 맞춤형으로 공급하는 ‘종합 솔루션’으로 글로벌 시장 주도권을 선점하겠다는 전략이다. 14일 삼성전기에 따르면 김원기 실리콘 커패시터 그룹장은 지난 11일 서울 중구 삼성전자 기자실에서 열린 제품 세미나에서 “AI 인프라 투자 확대로 실리콘 커패시터를 활용한 전력 안정화 솔루션의 중요성이 커지고 있다”며 “AI 반도체 패키지 기판과 기존 주력 제품인 적층세라믹커패시터(MLCC), 그리고 실리콘 커패시터까지 제품 일체를 일괄 공급할 수 있는 유일한 기업이 바로 삼성전기”라고 강조했다. 커패시터는 전자제품 안에서 전기를 잠깐 저장했다가 반도체가 필요로 할 때 안정적으로 제공하는 물탱크 역할을 하는 필수 부품이다. 최근 AI 서버와 고성능 컴퓨팅(HPC) 수요가 폭증하면서 이들 고밀도 전자장치의 안정성을 획기적으로 높이는 실리콘 커패시터가 주력품으로 부상했다. 기존 MLCC는 세라믹판을 쌓아 만들어 두께에 한계가 있지만, 실리콘 커패시터는 반도체 제조 공정을 응용해 최소 약 40㎛(마이크로미터) 수준으로 얇게 만들 수 있다. 두께가 초박형인 덕분에 칩과 가장 가까운 반도체 패키지 내부나 칩 아래에 탑재할 수 있어 전력 손실을 최소화하고 공간 활용도를 극대화한다. 고온·고전압에서도 안정적인 신뢰성도 강점이다. 이 같은 기술력을 바탕으로 삼성전기가 내세운 차별화 전략은 기판과 부품의 일괄 제안이다. 부품을 기판에 장착하거나 내장하는 과정에서 불량이 발생하면 기판 업체와 부품 업체 간 책임 공방으로 제품 출시가 지연되기 쉽다. 삼성전기는 두 가지 솔루션을 모두 통합 공급할 수 있어 글로벌 빅테크 고객사의 개발 기간을 극적으로 단축해 준다. 실제로 삼성전기는 지난달 미국 빅테크 기업에 1조 5,570억 원 규모를 공급하는 첫 대규모 계약을 맺으며 경쟁력을 입증했다. 향후 실리콘 커패시터 시장은 AI 인프라 투자 확대와 함께 급성장할 전망이다. 시장조사기관 모도르 인텔리전스에 따르면 글로벌 시장 규모는 올해 23억 달러(약 3조 5000억원)에서 2031년 32억 4000만 달러(약 5조원)로 커질 것으로 관측된다. 그간 이 시장은 파운드리 1위 기업인 대만 TSMC와 일본 무라타 등 소수 기업이 장악해 왔다. 삼성전기는 통신 모듈 사업 등으로 쌓은 반도체 공정 기술과 세계 2위인 MLCC 역량을 바탕으로 시장 판도를 뒤흔들겠다는 구상이다. 김 그룹장은 “금세 성과를 보일 수 있었던 것은 기존 사업 기반의 빠른 대처에 더해 패키지 기판과 실리콘 커패시터를 모두 공급할 수 있는 ‘토털 솔루션’ 역량 덕분”이라며 “고객사별 요구사항에 유연하게 대응할 수 있는 맞춤형 역량과 차별화된 품질 보증 경쟁력으로 시장 주도권을 잡을 것”이라고 강조했다.

글로벌 D램 시장 부동의 1위 삼성전자가 반도체 기술력의 한계를 또 한번 뛰어넘으며 세계 최초로 12나노미터(㎚·10억분의1ｍ) D램 시대를 열었다. 내년 상반기까지는 ‘메모리 혹한기’가 지속될 전망이지만, 시장이 반등하는 하반기부터는 초격차 기술력을 바탕으로 그간의 매출 하락을 빠른 속도로 회복하고 재도약한다는 게 삼성의 전략이다. 삼성전자는 업계 최소 선폭인 12나노 DDR5 D램을 개발하고 최근 미국 AMD와 함께 호환성 검증까지 마쳤다고 21일 밝혔다. 지난해 10월 업계 최초로 14나노 DDR5 D램 양산에 들어간 삼성전자는 내년부터 신제품 양산을 본격화할 예정이다. 신제품은 반도체 제작 원판인 실리콘 웨이퍼에 유전율이 높은 신소재를 적용해 칩 내부 전하를 저장하는 공간인 ‘커패시터’ 용량을 높였다. 유전율은 전기적 특성이 없는 부도체의 전자기파 진행 능력을 의미하는데, 웨이퍼의 유전율 향상은 곧 D램 성능 향상을 위한 선행 조건으로 꼽힌다.신공정을 통해 소비 전력은 기존 제품 대비 약 23% 개선됐고, 최대 동작 속도는 7.2Gbps를 지원한다. 이는 1초에 30GB 용량의 초고화질(UHD) 영화 2편을 처리할 수 있는 속도다. 소비 전력량이 줄었다는 점에서 기후위기 극복을 위한 정책을 강화하고 있는 유럽과 글로벌 정보기술(IT) 기업들의 수요가 늘어날 것이라는 기대감도 나온다. 삼성전자는 신제품에 멀티레이어 극자외선(EUV) 기술을 활용해 더욱 세밀하게 회로를 설계하는 방식으로 생산성을 기존 제품 대비 20% 높였다. 웨이퍼 한 장으로 만들 수 있는 D램의 수량이 20% 증가한다는 의미다. 삼성전자는 성능과 전력 효율 개선을 통해 12나노급 D램 라인업을 확대해 나갈 계획이며, 데이터센터·인공지능·차세대컴퓨팅 등 다양한 응용처에 공급할 예정이다. 이주영 삼성전자 메모리사업부 D램개발실장(부사장)은 “업계 최선단 12나노급 D램은 본격적인 DDR5 시장 확대의 기폭제가 될 것”이라면서 “이번 제품은 뛰어난 성능과 높은 전력 효율로 고객의 지속가능한 경영 환경을 제공하는 데 기여할 것”이라고 말했다. 업계 관계자는 “위기에 더욱 공격적인 투자와 연구개발로 새로운 기회를 창출한다는 삼성전자의 전략을 신기술 확보로 증명해 보이고 있다”면서 “내년 하반기부터는 기업의 메모리 수요가 회복될 것으로 보이는 만큼 삼성의 메모리 시장 지배력 또한 더욱 커질 것”이라고 내다봤다.

친환경 전기자동차나 웨어러블 전자기기가 대중화되기 위해서는 용량이 크면서도 충전이 빠른 미래형 압축전지, 일명 ‘슈퍼 커패시터’의 개발이 필수적이다. 국내 연구진이 ‘꿈의 물질’이라고 불리는 그래핀을 이용한 전지 소재를 만들어 슈퍼 커패시터 개발에 한발 더 다가서게 됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 손정곤(왼쪽)·이상수(오른쪽) 박사팀은 고밀도 에너지 저장이 가능한 성게 모양의 3차원 그래핀 입자를 만드는 데 성공했다고 18일 밝혔다. 이번 연구는 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 온라인 최신호에 실렸다. 그래핀은 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 실리콘(반도체 재료)보다 전자 이동성도 우수하다. 또 강철보다 200배 이상 강하고 열전도성도 다이아몬드보다 2배 이상 좋은 물질이다. 그러나 이온들이 그래핀 사이를 움직이기 어렵다는 점은 전지로서의 성능을 떨어지게 하는 요인이었다. 이런 문제를 해결하기 위해 연구진은 산화철이라는 물질을 이용해 성게 모양의 그래핀 공을 만드는 데 성공했다. 그래핀을 산화철 입자로 코팅해 둥글게 만든 뒤 강한 산으로 산화철을 녹여내는 것이다. 이렇게 만들어진 공 모양의 그래핀은 표면적이 넓고, 전기 전도도가 높아 기존 탄소 소재보다 전기 저장용량이 4배나 크다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr