유리기판, 말은 많은데 왜 아직 안 나와?

 

반도체 업계에서 ‘유리기판(Glass Substrate)’이라는 말, 들어보신 적 있죠?

 

TSMC, 인텔, 삼성전자 같은 글로벌 기업들이 유리기판 기술을 미래 패키징 솔루션으로 주목하면서 점점 더 많은 관심이 쏠리고 있습니다.

 

그런데도 아직 시장에 본격 등장하지 않은 이유, 궁금하지 않으셨나요?

유리기판 도입, 뭐가 그렇게 어려운 걸까?

먼저 유리기판은 기존의 유기기판(Organic Substrate)보다 신호 전송 속도가 빠르고, 더 높은 정밀도와 미세 패키징이 가능합니다. 그렇지만, ‘기술 장벽’이라는 큰 벽이 아직 남아 있습니다.

1. 유리, 생각보다 까다로운 재료

유리는 단단한 만큼 깨지기 쉬운 소재입니다. 특히 크랙(Crack)이나 치핑(Chipping)</strong) 같은 미세 결함은 가공 도중 쉽게 발생하고, 그 작은 문제가 전체 수율에 영향을 줘버립니다. 또한 열응력(Thermal Stress)에 약해, 고온 공정에서 쉽게 갈라질 수 있다는 것도 큰 약점이죠.

2. TGV 기술, 아직 갈 길이 멀다

유리기판의 핵심 기술 중 하나는 Through-Glass Via(TGV), 즉 유리 기판에 미세한 홀을 뚫고 구리로 채우는 공정입니다. 그런데 이 미세 홀을 정교하게 뚫고, 또 깔끔하게 도금(Plating)하는 게 아직 쉽지 않습니다. 특히 식각(Etching)을 통해 홀을 만들 때, 내부 표면이 거칠어져 도금 품질이 떨어지기도 하고, 도금 공정에서 생기는 고열로 인한 균열도 문제가 됩니다.

3. CMP 공정에서 생기는 위험

패키징 과정에서 사용하는 CMP(Chemical Mechanical Polishing)도 유리기판엔 쉽지 않은 도전입니다. 표면을 고르게 다듬는 과정에서 아주 작은 크랙이 생기기 쉬운데, 유리 특성상 이런 미세 균열이 나중에 더 큰 결함으로 커질 수 있죠.

기술만으론 부족해, '표준화'가 관건

기술적 난관 외에도 아직 해결되지 않은 것이 하나 더 있습니다. 바로 표준화(Standardization) 문제입니다.

 

현재는 유리기판도 ‘유리 인터포저’와 ‘유리 코어 기판(GCS)’으로 나뉘어 개발되고 있는데, 아직 글로벌 업계에서 어느 쪽이 주류가 될지 정해지지 않았어요. 각 기업이 다른 방식, 다른 사양으로 개발하다 보니 공정·사이즈·소재·호환성 등 모든 부분에서 기준이 들쑥날쑥한 상태입니다.

 

유리기판의 상용화를 위해선 다음과 같은 항목에 대한 표준 정의가 필요합니다.

• 기판 두께 및 크기: 보통 400~800㎛ 수준이지만, 업체마다 차이 큼
• TGV 홀 크기와 밀도: 전기 신호 연결성과 직결됨
• 기판 소재와 가공 방식: 붕규산유리, 석영유리 등 다양함
• 패키징 공정 호환성: FC-BGA, 2.5D, 3D IC 등과 연결 가능성

유리기판, 언제쯤 제대로 나올까?

시장에서는 2028년 이후를 유리기판 상용화의 본격적인 시점으로 보고 있습니다. 그때까지는 꽤 많은 단계가 필요해요.

기간	주요 진행 내용
2025~2026년	공정 개발, 신뢰성 확보, 표준화 논의 본격화
2026~2028년	양산 설비 투자, 시제품 테스트, 고객사 인증
2028년 이후	양산 돌입 및 본격 상용화

 

이미 유리기판 기술은 삼성전기, 코어에이스, TSMC, 인텔 같은 기업들이 공격적으로 개발하고 있으며, 앞으로 AI 반도체, 데이터센터, 6G, 고성능 컴퓨팅(HPC) 수요에 맞춰 점차 확대될 것으로 보입니다.

마무리: 유리기판은 미래다, 하지만 아직은 '진행 중'

유리기판은 분명 반도체 패키징의 판도를 바꿀 수 있는 기술입니다. 하지만 그만큼 극복해야 할 기술적 과제도 많죠.

지금은 아직 ‘말이 많은’ 상태지만, 정밀 가공 기술과 표준화가 안정되기 시작하는 2026~2028년을 기점으로 시장은 분명 바뀔 겁니다. 그리고 그때, 유리기판은 단순한 신기술이 아니라 ‘새로운 기준’이 되어 있을 가능성이 큽니다.

앞으로 유리기판이 반도체 업계에 어떤 변화를 가져올지, 계속 지켜볼 필요가 있겠죠?

 

 

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