반도체 유리기판(글라스 기판)이란? 유리기판 관련주 알아보기

 

이번 포스팅에서는 반도체 기판 중 최근 들어 높은 관심을 받는 유리 기판에 대해 알아보려고 합니다. 유리 기판의 특징 및 장·단점과 유리 기판 관련주에는 어떤 기업들이 있는지 알아보도록 하겠습니다.

 

1. 반도체 기판에 대해

 

◈ 반도체 기판이란?

 

반도체는 전도체와 절연체의 중간 성질을 가지고 있어 전기적 특성이 조절할 수 있으며, 이를 통해 다양한 전자 소자를 만들 수 있습니다. 반도체 기판은 반도체 소자와 직접 회로를 제작하는 데 사용되는 기본 재료입니다. 이는 전자 부품의 물리적 기반이 되며, 그 위에 다양한 반도체층과 회로가 형성됩니다. 

기판의 품질과 특성은 최종 제품의 성능, 신뢰성, 수명에 직접적인 영향을 미치므로 매우 중요합니다.

 

◈ 반도체 기판 역할

 

• 물리적 지지체 : 반도체 소자와 회로에 안정적인 기반을 제공합니다.
• 열 관리 : 소자 작동 중에 발생하는 열을 효과적으로 분산시킵니다.
• 전기적 절연 : 필요에 따라 회로 간 전기적 분리를 제공합니다.
• 신호 전달 : 일부 기판은 신호를 전달하는 매개체 역할을 합니다. 

◈ 반도체 기판의 종류

 

반도체 기판의 소재는 15~20년 주기로 변화해 왔습니다. 1970년대에는 리드프레임이 주류였으며, 1990년대에는 세라믹 소재 기판이 도입되었고, 2000년 이후 유기 기판이 주로 활용되고 있습니다. 

현재 유기 기판의 한계점을 보완하기 위해 실리콘 인터포저가 사용되고 있으나 비싼 가격이 단점으로 향후 유리기판의 도입이 예상됩니다.  

 

반도체 산업에서 사용되는 주요 기판의 종류는 다음과 같습니다.

 

1) 실리콘 웨이퍼

• 가장 널리 사용되는 기판 재료
• 우수한 반도체 특성과 풍부한 자원
• 대규모 집적회로 제작에 이상적

 

2) 갈륨 비소(GaAs)

• 고주파, 고속 전자 소자에 적합
• 광전자 소자 제작에 유용

 

3) 실리콘 카바이드(Sic)

• 고온, 고전압 환경에서 사용
• 전력 반도체 분야에서 주목받음

 

4) 유리 기판

• 평판 디스플레이, 태양전지 등에 사용
• 투명성, 대면적 생산 가능성이 장점

 

5) 세라믹 기판

• 높은 열전도율과 전기 절연성
• RF, 마이크로파 회로에 적합

 

6) 플라스틱 기판

• 유연성, 경량성이 특징
• 웨어러블 전자기기 등에 활용

 

2. 유리 기판에 대해

 

◈ 유리 기판의 장점

 

1) 투명성

• 디스플레이, 태양전지 등 광학 응용에 적합
• 가시광선 투과율이 높아 효율적인 광학 소자 제작 가능

 

2) 열 안정성

• 높은 유리 전이온도로 인해 고온 공정에 적합
• 열팽창 계수가 낮아 열 스트레스 관리 용이

 

3) 평탄도

• 10 나노 이하 수준의 표면 평탄도 제공(유기 기판의 거칠기는 400~600 나노 수준)
• 미세한 패턴 형성에 유리

 

4) 비용 효율성

• 기판의 면적이 넓어져도 휘지 않아 대면적 생산이 가능하여 경제성 높음
• 대량 생산 시 단가 절감 효과

 

5) 화학적 안정성

• 다양한 화학 물질에 대한 저항성
• 복잡한 공정에서도 안정적인 성능 유지

 

6) 유연성

• 특수 처리를 통해 유연한 유리 기판 제작 가능
• 곡면 디스플레이 등 새로운 응용 분야 개척

 

7) 전기적 특성

• 우수한 절연체로 작용하여 전력 사용량 감소
• 특정 응용에서는 전도성 코팅을 통해 활용 가능

 

◈ 유리 기판의 단점

 

1) 취성

• 충격에 약하여 파손 위험이 있어 전기적 연결을 위한 구멍(TGV:Through Glass Via) 형성이 어려움
• 취급 및 공정 중 주의 필요

 

2) 열팽창

• 실리콘 등 다른 재료에 비해 열팽창 계수가 높음
• 열 스트레스로 인한 변형 가능성

 

3) 전기 절연체

• 일부 응용에서는 전기 전도성이 필요할 수 있음
• 추가적인 전도층 형성이 필요할 수 있음

 

4) 무게

• 다른 기판 재료에 비해 상대적으로 무거움
• 모바일 기기 등에서는 제한 요소가 될 수 있음

 

5) 공정 제한

• 초고온 공정에는 적합하지 않을 수 있음
• 특정 화학 처리에 제한이 있을 수 있음

 

◈ 유리 기판의 산업적 응용

 

1) 평판 디스플레이

• LCD, OLED 등의 디스플레이 패널 제작
• 대형 TV에서 스마트폰까지 폭넓게 사용

 

2) 태양전지

• 박막 태양전지의 기판으로 활용
• 투명성과 내구성이 장점

 

3) 센서

• 터치 센서, 바이오 센서 등 다양한 센서 제작
• 화학적 안정성과 평탄도가 중요한 역할

 

4) 차세대 반도체

• 특수 처리된 유리기판을 이용한 새로운 반도체 구조 연구
• 3D 집적 회로 등 혁신적 기술 개발에 활용

 

5) 의료기기

• 생체 적합성이 요구되는 의료용 센서 및 기기
• 화학적 안정성과 투명성이 장점

3. 유리 기판 관련주

 

◈ 유리 기판 관련 밸류체인

 

분 류	해당 기업
수요자	인텔, AMD, 애플, 삼성전자 등
유리 기판 생산업체	SKC 앱솔릭스, 삼성전기, LG이노텍, 대덕전자 등
장비업체	필옵틱스, 인텍플러스, 주성엔지니어링, 한미반도체, 켐트로닉스, 이오테크닉스
검사장비	HB테크놀러지
부품	ISC
소재	와이씨켐, 와이엠티

 

 

 

◈ 유리 기판 관련 주요 기업

• 인텔 : 유리 기판 R&D에 10억 달러 투자. 2025년~2030년 장기적으로 유리 기판 대체 계획
• AMD : SKC 자회사 앱솔릭스와 협업 중이고, 일본 신코, 대만 유니마이크론, 오스트리아 AT&S, 삼성전기 등과 글라스 코어 기판 성능 평가 진행 중
• SKC : SK앱솔릭스를 중심으로 2025년 대량양산 계획
• 삼성전기 : 신사업으로 2024년 유리 기판 파일럿 라인 구축하여 25년에는 시제품 출시 및 26년부터 양산할 계획
• 필옵틱스 : 유리 기판 패키징 공정에 필요한 DI(Direct Image) 노광기, 레이저 드릴링 장비 공급
• HB테크놀러지 : 유리 기판용 검사, 리페어 장비 SK앱솔릭스에 공급
• 와이엠티 : 유리 기판에 꼭 필요한 MSAP 초극동박 양산 업체로 일본 미쓰이가 독점한 초극박을 국산화함
• 제이앤티씨 : 유리 공정 및 코팅 분야에서 기술력을 인정받는 기업으로 TGV 방식 글라스 코어 기판 신사업 진출 선언
• 와이씨켐 : 반도체 유리 기판용 소재 3종인 PR/스트리퍼/디벨로퍼 개발 완료하고 양산 테스트 착수

 

4. 결론

 

유리 기판은 반도체 산업에서 특정 응용 분야, 특히 디스플레이와 광학 소자 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 투명성, 열 안정성, 평탄도 등의 장점으로 인해 앞으로도 그 활용도가 더욱 확대될 것으로 예상됩니다. 그러나 취성, 무게 등의 단점을 극복하기 위한 연구 개발도 지속해서 이루어져야 할 것입니다.

 

최근 Intel, AMD 등 주요 업체들이 경쟁적으로 유리 기판 도입 검토에 나서고 있습니다. 그러나 주요 반도체 업체가 26~27년 이후 도입을 계획하고 있으므로 아직 관련 공급망의 이익을 판단하기는 어렵기 때문에 투자에 있어서는 주의가 필요합니다.