日本ガイシ(NGK Insulators)는 2026년 9월 9일부터 11일까지 일본에서 열린 기술 전시회에서 차세대 반도체를 겨냥한 세라믹 패키징 소재들을 선보였다. 이 소재들은 AI 시스템에서 점점 더 뚜렷해지고 있는 두 가지 문제, 즉 열 제거와 고속 신호 품질 유지에 초점을 맞춘다.
이러한 기술은 AI 설계가 더 큰 칩과 칩렛을 포함한 모듈 간 연결의 복잡성 증가를 향해 나아가는 시점에 등장했다. 이러한 환경에서는 칩 자체의 성능을 개선하는 것만으로는 충분하지 않다. 열전도율, 열팽창계수, 신호 손실과 같은 패키징 소재의 특성이 시스템 안정성과 부품 집적도에 영향을 미치는 요인이 되기 때문이다.
열 문제에 대응하는 질화알루미늄 기판
日本ガイシ는 300mm 이상의 웨이퍼 또는 패널을 지원하는 애플리케이션을 위해 설계된 질화알루미늄 기판을 선보였다. 이 소재의 공표된 열전도율은 미터·켈빈당 170와트이며, 열팽창계수는 켈빈당 4.9ppm으로 실리콘의 열팽창계수에 가깝다.
이러한 근접성은 작동 중 및 온도 변화 시 칩과 패키징 소재 사이의 팽창 차이로 발생하는 응력을 줄이는 데 도움이 된다. 발표에 따르면 회사는 크기가 커질 때 정밀 제조 및 표면 품질과 관련된 문제를 해결하는 동시에 더 높은 방열 능력이 필요한 공정에 이 소재를 사용하는 것도 목표로 하고 있다.
공동 패키징 광학 CPO
전시품에는 공동 패키징 광학(CPO) 애플리케이션을 위한 세라믹 패키지도 포함됐다. 이 방식에서는 실리콘 포토닉스 회로를 주 패키지와 분리해 두는 대신 처리 부품 가까이에 통합한다. 이 패키지는 높은 열전도율과 신호 손실 감소를 결합하며, 두 요소 모두 고속 데이터 전송에서 중요한 요인이다.
日本ガイシ는 데이터센터 부품 및 시스템 개발을 위한 산업 연구 프로젝트에 참여하고 있으며, 이와 관련해 능동 광 패키지(AOP) 개념을 제시했다. 이 설계는 실리콘 포토닉스 회로를 세라믹 패키지 내부에 통합하고, 폴리머 팬아웃 구조와 회로 및 광섬유 사이의 광학 연결 수단을 사용하며, 여기에는 미세 광학 부품도 포함된다.
이 소식이 중요한 이유는 무엇인가?
이 전시품들이 전달하는 실질적인 메시지는 AI의 확장이 프로세서 구조만큼이나 패키징 계층에도 부담을 주고 있다는 점이다. 전력 밀도가 높아지면서 열을 효율적으로 전달하는 소재의 필요성이 커지는 한편, 광 연결과 상호 연결된 칩으로의 전환은 패키징 소재의 전기적·광학적 특성을 성능 방정식의 일부로 만들고 있다.
그러나 이번 발표만으로는 이러한 솔루션이 아직 광범위한 상업 규모로 채택되었거나 표준 제품으로 이용 가능하다는 점이 입증되지는 않는다. 또한 출처에는 가격, 생산 일정 또는 고객사 이름이 제시되지 않았다. 따라서 현재 이 개발의 가치는 완성된 상용 플랫폼을 발표하는 데 있다기보다는 AI 시스템과 데이터센터의 요구사항을 충족하도록 준비 중인 소재 및 패키징 기술 수준에 머문다.