더 많은 에너지, 더 촘촘하게…삼성전기, 실리콘 캐패시터 ‘AI 유망 부품’

작은 면적 안에 높은 전기 용량 구현
최근 글로벌 기업 대상 1.5조 공급 계약

김원기 삼성전자 실리콘캐패시터 개발 그룹장이 지난 11일 관련 제품에 대해 설명하고 있다. /삼성전기

삼성전기 실리콘 캐패시터. /안소연 기자

캐패시터의 원리는 집 안 곳곳에서 쓰이는 물을 떠올리면 쉽게 이해할 수 있다. 부엌에서 설거지를 할 때, 욕실에서 샤워하는 게 문제 없도록 구동을 돕는 게 캐패시터의 역할이다. 현재 AI데이터센터는 에너지 사용량이 많은 게 가장 문제다. 더 많은 에너지를, 더 좁은 공간에 사용하고 있어 캐패시터의 역할이 갈수록 중요해지고 있다. 캐패시터가 없다면 전자제품의 기능이 갑자기 정지되거나 오작동이 생기는 등 심각한 문제가 발생한다.

이 중에서도 실리콘 캐패시터는 작은 면적 안에 높은 전기 용량을 구현할 수 있게 한다. 전력을 안정적으로 공급하는 부품과 기술이 AI반도체의 핵심 경쟁력인 만큼, 전력 변동 시 빠르게 대응해 노이즈를 제거하고 전력 공급을 안정화하는 실리콘 캐패시터는 핵심 부품으로 평가받는다.

11일 삼성전기는 서울 태평로 삼성전자 기자실에서 실리콘 캐패시터 학습회를 진행하고 "향후 피지컬 AI에도 실리콘 캐패시터를 채용하는 현상이 빠르게 확대될 것"이라고 설명했다.

김원기 삼성전기 실리콘 캐패시터 개발 그룹장은 "반도체 성능이 높아지면 노이즈에 취약해지는데, 실리콘 캐패시터는 기생 성분(캐패시터 내부에 생기는 저항)을 줄이고 단시간에 빠르게 동작할 수 있도록 한다"면서 "작은 크기에서 높은 전력을 버틸 수 있도록 실리콘 캐패시터 용량 밀도를 높이는 것이 중요해 앞으로 기판에 들어가기 편한 구조로 만드는 방향으로 고도화될 것"이라고 설명했다.

AI서버용 패키지는 일반 PC 대비 면적이 크고 층수가 증가해 전력 공급 안정성과 신호 무결성 확보가 핵심이다. 순간적인 전력 병동에도 성능 저하나 오류가 발생할 수 있어 반도체와 가까운 위치에서 노이즈를 제거하고 전력을 안정적으로 공급하는 게 중요하다.

삼성전기는 실리콘 캐패시터를 신성장동력으로 육성하고 있다. 지난달에는 글로벌 대형 기업을 대상으로 약 1조5000억원 규모의 공급 계약을 체결하면서 대규모 성과를 냈다. AI 서버용 GPU와 고대역폭메모리(HBM) 등 고성능 반도체 패키지 내부에 탑재되는 제품으로 향후 관련 매출은 더 상승할 것이라는 전망이다.

현재 실리콘 캐패시터는 기술 진입 장벽이 높고 고객사 인증 절차가 까다로워 소수 기업이 시장을 과점하고 있다.

삼성전기 내부에서 실리콘 캐패시터의 매출 확대도 기대된다. 현재 컴포넌트 사업 부문에서는 여전히 MLCC의 비중이 압도적이지만, 향후 AI 데이터센터 및 피지컬 AI의 확대를 고려하면 매출 비중 역시 점차 커질 수밖에 없다는 분석이다.