최근 인공지능(AI) 기술의 폭발적인 발전과 함께 고성능 그래픽 처리 장치(GPU)의 수요가 급격히 증가하고 있습니다. 특히 엔비디아의 최신 GPU 아키텍처인 ‘블랙웰‘은 AI 연산과 데이터센터 활용도를 극대화하며 새로운 기술적 표준을 제시하고 있습니다. 하지만 이러한 고성능 GPU는 동작 시 막대한 열이 발생하여, 발열 문제를 해결하는 기술이 점점 중요해주지고 있습니다. 이에 따라 발열 관리 및 관련 공정에 핵심적인 기술을 보유한 기업들이 주목받고 있습니다. 이와 관련해서 SKC, 필옵틱스, GST 세 기업이 가진 발열 관련 기술에 대해 알아보겠습니다.
블랙웰 발열을 잡자!
1) SKC : 반도체 글라스 기판
✅ SKC의 기술과 산업적 역할
SKC(011790)는 반도체용 글라스 기판 기술을 선도하는 기업으로, 기존의 실리콘 웨이퍼를 대체할 수 있는 혁신적인 소재를 개발하고 있습니다. 글라스 기판은 전기적 특성과 열적 특성이 우수하여, 고성능 반도체가 직면한 발열 및 신호 전달 문제를 동시에 해결할 수 있습니다. 특히, 글라스 기판은 기존의 실리콘 기판 대비 얇고 가벼우며 열팽창 계수가 낮아, 반도체의 성능을 한층 더 향상시키는 데 기여합니다.
✅ 글라스 기판의 주요 특징
- 우수한 열 관리 능력
글라스 기판은 열 전도율이 낮아 발열 문제를 효과적으로 관리할 수 있습니다. 이는 고발열 환경에서도 반도체 칩의 안정성을 유지하는 데 큰 장점을 제공합니다.
- 정밀한 신호 전달
글라스 기판은 전기적 특성이 뛰어나 데이터 전송 속도와 신호의 정확성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 이는 AI 연산 및 데이터센터의 높은 요구를 충족시키는 데 필수적 입니다.
- 얇고 가벼운 구조
기존 실리콘 기판 대비 글라스 기판은 두께와 무게를 줄일 수 있어, 패키징 공정에서의 효율성을 극대화합니다. 특히, 다층 반도체 패키징 기술에 적합합니다.
✅ 활용 분야
SKC의 글라스 기판은 다음과 같은 분야에서 크게 활용될 전망입니다.
- AI 연산 및 데이터센터
엔비디아와 같은 GPU 제조업체들이 데이터 처리 속도를 높이고 발열을 효과적으로 관리하기 위해 글라스 기판을 적극 도입하고 있습니다.
- 5G 네트워크와 IoT
전력 효율성과 신호 전달 속도가 중요한 5G 네트워크 장비 및 IoT 기기에서도 활용 가능성이 높습니다.
- 전기차
전기차의 전력 제어 장치와 같은 고발열 환경에서도 안정적인 성능을 제공할 수 있습니다.
✅ 기술적 도전과 성장 전망
SKC는 글라스 기판의 상용화와 양산화를 목표로 연구개발(R&D)과 설비 투자에 집중하고 있습니다. 그러나 글라스 기판 제조에는 초정밀 가공 기술과 높은 생산 비용이 요구되어, 상업적 성공을 위해 지속적인 기술 혁신이 필요합니다. 향후 AI 및 데이터센터 시장의 성장과 함께 반도체 패키징 기술의 진보가 가속화될 것으로 예상되며, SKC의 기술적 입지가 더욱 강화될 것입니다.
| 2024.03 | 2024.06 | 2024.09 | 2024.12 | |
| 매출액(억원) | 4,152 | 4,727 | 4,623 | 4,894 |
| 영업이익(억원) | -762 | -627 | -620 | -484 |
| 당기순이익(억원) | -280 | -1,153 | -495 | 24- |
2) 필옵틱스 : TGV 공정
✅ 필옵틱스의 기술적 강점
필옵틱스(161580)는 TGV(Through Glass Via) 공정 장비를 전문적으로 개발하는 기업으로, 글라스 기판을 고성능 반도체 및 디스플레이에 적용하기 위한 핵심 기술을 보유하고 있습니다. TGV 기술은 글라스 기판에 미세 구멍을 뚫어 전기적 연결을 가능하게 하는 공정으로, 반도체 칩의 다층화와 고집적화를 구현합니다.
✅ TGV 공정의 원리와 특성
필옵틱스가 보유한 TGV 공정은 글라스 기판을 활용해 반도체와 디스플레이 기술의 새로운 가능성을 열고 있습니다. TGV 기술은 글라스 기판에 수십에서 수백 마이크로미터 크기의 미세 구멍을 정밀하게 가공하는 과정으로, 이 구멍을 통해 전기 신호를 전달하거나 열을 분산시킵니다. 이 기술은 다음과 같은 특성을 가집니다
- 정밀한 구멍 가공
레이저와 화학적 에칭 기술을 조합하여 높은 정밀도로 글라스 기판에 구멍을 형성합니다.
- 신호 손실 감소
TGV를 통해 반도체 칩 간 전기적 연결이 강화되며, 신호 손실을 최소화할 수 있습니다.
- 고열 저항
글라스는 기존 실리콘보다 열적 안정성이 뛰어나므로, TGV 공정을 통해 더 높은 열 안정성을 제공합니다.
✅ 활용 분야
필옵틱스의 TGV 기술은 다음과 같은 분야에서 활용되고 있습니다.
- 고성능 반도체 패키징
필옵틱스의 TGV 기술은 AI와 데이터센터용 GPU 같은 고성능 반도체 패키징 기술에 필수적입니다. 이를 통해 반도체 다층화가 가능해져 집적도를 높이고 효율적인 열 관리를 실현합니다.
- 마이크로 LED 디스플레이
초소형 디스플레이 제조에 필수적인 TGV 기술은 디스플레이 해상도를 높이고, 밝기와 전력 효율성을 개선합니다. 이는 스마트폰, TV, AR/VR 장비와 같은 차세대 디스플레이 기술에서 중요한 역할을 합니다.
✅ 미래 전망
필옵틱스는 레이저 가공 기술의 고도화를 통해 TGV 공정에서 높은 생산성과 품질을 동시에 달성하고 있습니다. 특히, 고객사 맞춤형 장비 설계와 자동화 솔루션을 제공하여 시장에서의 경쟁력을 확보하고 있습니다. 필옵틱스의 기술력은 국내외 디스플레이 및 반도체 제조업체들에게 신뢰받고 있으며, 지속적인 연구개발을 통해 TGV 공정 기술의 성능을 한층 더 개선하고 있습니다.
TGV 공정은 반도체와 디스플레이 산업의 발전과 함께 시장이 더욱 확대될 전망입니다. 특히, AI 연산이 폭발적으로 증가하고 8K 이상의 고해상도 디스플레이가 상용화되면서 TGV 기술의 수요도 급증하고 있습니다. 필옵틱스는 이러한 산업적 요구를 충족시키는 데 앞장서며 글로벌 시장에서도 경쟁력을 강화할 것입니다.
| 2024.03 | 2024.06 | 2024.09 | |
| 매출액(억원) | 702 | 1,210 | 705 |
| 영업이익(억원) | -20 | 65 | -28 |
| 당기순이익(억원) | -15 | 67 | -33 |
3) GST : 반도체 열관리 시스템
✅ GST의 기술과 역할
GST(083450)는 반도체 제조 공정에서 발생하는 발열과 유해 가스를 관리하기 위한 열관리 및 배기 시스템을 제공하는 기업입니다. 이들의 핵심 기술은 반도체 생산 공정에서 열을 효율적으로 제어하여 반도체 칩의 성능을 유지하는 데 중점을 둡니다. 특히, 냉각 시스템 및 열교환기 기술은 고도화된 반도체 공정에서 필수적입니다.
✅ 냉각 시스템의 특징
- 고효율 열 전달
GST의 냉각 시스템은 최신 열전도 소재와 기술을 활용하여 열 전달 효율을 극대화합니다. 이를 통해 반도체 공정 중 발생하는 과도한 열을 빠르게 제거할 수 있습니다.
- 정밀한 온도 제어
반도체 제조는 섭씨 단위로 정밀하게 온도를 제어해야 합니다. GST의 기술은 온도 변화를 즉각적으로 감지하고 조정할 수 있어 생산 과정에서 발생할 수 있는 불량률을 최소화합니다.
- 에너지 절감
GST는 친환경 기술을 통해 냉각 과정에서 에너지 소비를 줄이며, 탄소 배출을 최소화하는 데 기여하고 있습니다.
✅ 열교환 기술의 특징
- 이중 유로 설계
GST의 열교환기는 이중 유로 설계를 통해 열 전달 효율을 높이고, 공정 중 발생하는 온도를 균일하게 유지합니다.
- 고내구성 소재
극한 환경에서도 사용 가능한 내구성 높은 소재를 채택하여, 장기적인 안정성과 신뢰성을 제공합니다.
- 다중 용도 지원
GST의 열교환 기술은 반도체뿐만 아니라 데이터센터, 전기차 배터리 냉각 등 다양한 고발열 환경에서 활용될 수 있습니다.
✅ 활용 분야
- 고성능 반도체 제조
7nm 이하의 초미세 공정으로 제조된 반도체는 발열 문제가 심각합니다. GST의 열관리 솔루션은 이러한 문제를 해결하는 데 최적화되어 있습니다.
- 데이터센터
AI 기반 데이터센터는 고밀도의 GPU와 서버를 운영하며 엄청난 열을 발생시킵니다. GST의 열교환 기술은 이러한 환경에서 안정적인 성능을 제공합니다.
- 친환경 제조 공정
GST는 탄소 배출량을 줄이는 기술을 도입하여, 친환경 반도체 제조 공정 구축에 기여하고 있습니다.
✅ 성장 전망
GST의 기술은 AI 기반 반도체, 데이터센터, 전기차 등 다양한 고발열 환경에서의 요구를 충족시킬 수 있어, 전 세계적으로 수요가 증가하고 있습니다. 특히, AI 및 데이터센터 GPU의 발열 문제를 해결하는 데 필수적인 솔루션으로 자리 잡고 있습니다.
| 2024.03 | 2024.06 | 2024.09 | |
| 매출액(억원) | 757 | 917 | 918 |
| 영업이익(억원) | 85 | 196 | 192 |
| 당기순이익(억원) | 79 | 136 | 144 |
발열 관리 솔루션 3종목
AI 기술의 발전과 함께 반도체 산업은 고도화된 기술과 효율적인 발열 관리 솔루션을 필요로 하고 있습니다. SKC는 글라스 기판 기술로 반도체의 성능을 혁신적으로 향상시키고 있으며, 필옵틱스는 TGV 공정을 통해 고성능 반도체와 디스플레이 제조의 핵심 기술을 제공합니다. GST는 반도체 제조 공정의 열관리 솔루션으로 생산성을 높이고 친환경적인 기술을 선도하고 있습니다.
