[비즈한국] 人工知能（AI）時代の半導体基板部門における最大のトピックは「ガラス」だ。ガラス基板は、プラスチックなど従来の半導体プロセスで使用される有機素材と比較して、高い耐久性と電力効率を備えており、AI半導体に最適だと評価されている。ガラスという特性上、外部からの衝撃や圧力に弱く、歩留まりを確保するのが難しいため、これまでは「オーバースペック」と分類されてきた。しかし、AIの台頭に伴い、競争の構図を一変させる素材として注目されている。サムスンがガラス基板事業に本格的に乗り出したことで、関連銘柄の株価も乱高下している。まだ商用化もされていないガラス基板は、ゲームチェンジャーになれるのだろうか。
業界が一斉に参入、「シリコンの時代が終わり、ガラスの時代が来るか」
AIブームとともに浮上したガラス基板は、「夢の基板」と呼ばれている。複数の半導体を接続するために穴を開ける際、滑らかなガラスを使用すれば、プラスチックやシリコンなどの素材と比較して、同じ電力を使ってもデータ処理速度を劇的に高めることができる。電気信号が弱まる現象や発熱が少ないからだ。既存の有機基板より強度が高いため高温でもたわまず、面積の広い基板製作にも有利である。SKC011790の子会社であるアブソリックス（Absolics）は、従来の有機材料基板に比べて電力効率が50%程度改善すると見込んでいる。
今年は、ガラス基板の技術的信頼性を検証する元年になる見通しだ。業界も事業を整備し、量産準備を進めている。業界によると、サムスン電子005930は、自社の半導体量産工程にガラス基板を適用するため、グループ系列会社との協力を模索している。プロジェクトはサムスン電子DS（半導体）部門のファウンドリ（受託生産）事業部が主導して進められるという。
世宗（セジョン）事業所にパイロット（試験生産）ラインを構築しているサムスン電機009150に続き、サムスン電子レベルで広帯域メモリー（HBM）までカバーする先端パッケージングサービスの競争力に集中するものと見られる。サムスン電機は、今年の顧客向けサンプルプロモーションを経て、2027年以降の製品量産を計画している。ユジン投資証券のイム・ソジョン研究員は、「サムスン電子はIDM（総合半導体メーカー）として、ガラス基板市場を先取りした場合、システム半導体の生産領域であるファウンドリや、後工程を担当するTSP総括事業部などとの協業を通じて、企業全体の競争力を強化できるという点に焦点を当てたものだ」と説明した。
先頭に立つSKがガラス基板にかける期待も大きい。SKグループの崔泰源（チェ・テウォン）会長は、CES 2025期間中にエヌビディアのジェンスン・ファン最高経営責任者（CEO）と会った後、SKのブースを訪問し、「今、売ってきたところだ」と言いながら自社のガラス基板の模型を持ち上げて見せたりもした。アブソリックスは、SKCが2021年に世界最大規模の半導体ディスプレイ装置企業である米アプライド・マテリアルズと設立した会社だ。アブソリックスは米ジョージア州にガラス基板工場を竣工済みであり、製品の量産時期を2026年に設定している。
LGの開発日程も進行中だ。LGイノテック011070の文赫洙（ムン・ヒョクス）代表取締役も今回のCESで、「ガラス基板は絶対に進むべき方向」とし、今年末に試作品の量産を開始する計画を明らかにした。LGイノテックは昨年3月、ガラス基板事業への着手を公式化しており、亀尾（クミ）事業場で試験生産に突入するものと観測される。インテルの場合、ガラス基板の研究開発（R&D）に10億ドルを投資し、スピードを上げている。2023年9月に試作品を公開し、2030年以内にガラス基板ベースのCPUとAI半導体の発売を計画している。
まだ「理論」段階、商用化まで「道のりは長い」
半導体基板の素材は15～20年周期で変化してきた。2000年以降、有機基板が主に活用されており、時期としても転換点を迎えている。現在、半導体基板に最も多く使われている素材はシリコンだ。耐久性や電子制御性能に優れているが、高電圧や150℃以上の高温に弱い。シリコン・インターポーザーが解決策として活用されているが、問題は高い価格だ。大量のデータを扱うAI領域では限界がはっきりしている。一方、ガラス基板は熱と電気に強い。表面が滑らかで微細な回路を作るのにも有利であり、中間基板が不要なため、基板の厚さを約25%削減できるという利点がある。
業界は、ガラス基板が本格的に活用されれば、半導体の微細工程を2世代以上前倒しする効果が現れると期待している。業界関係者は、「SKCはパッケージング技術の検証、歩留まりの確保に集中しており、インテル、台湾TSMCなどのグローバル主要企業もパッケージングの重要性を考慮して商用化を準備している」と述べた。
グローバル市場調査機関のザ・インサイト・パートナーズは、世界のガラス基板市場規模が昨年の2,300万ドル（約332億ウォン）から年平均約5.9%成長し、2034年には42億ドル（約6兆600億ウォン）に達すると予測した。
しかし、すでに20年近く研究されてきたガラス基板が、いまだに商用化できていない理由も明らかだ。外部からの衝撃や蓄積された圧力に弱く、製造時の歩留まりを上げることが困難であり、販売価格が高くならざるを得ない。夢の基板は、まだアイデア段階の新技術に近く、多くの難関があることが予想される。
このため、ガラス基板が商用化されるためには、方向性と技術力が重要だという見方がある。ハイ投資証券の高義永（コ・ウィヨン）電気・電子担当研究員は、「サプライチェーンの再構築、ガラス素材に関連する信頼性検証が必要だ。大量生産のための標準化作業が伴わなければならず、大量生産時の歩留まりも不透明だ」と強調した。技術的には、△電気的接続のための穴形成 △導電性素材を均一に埋め込む作業 △回路層間の接続および正確なプロセスでの改善が必要だとの説明だ。
高研究員は、「ただし、パッケージングの高度化を通じて高性能半導体を作りたいという顧客側の強い要望により、十分に高値で販売できるのであれば、低い歩留まりを補填できるだろう」とし、「新しい変曲点が近づいているという方向性が注目される」と指摘した。