[아이뉴스24 황세웅 기자] LG이노텍이 인공지능(AI) 반도체용 기판 사업을 확대하는 가운데 미국에서 고대역폭메모리(HBM)와 인터포저 적용 가능성을 담은 반도체 패키지 특허출원이 잇달아 공개됐다.
특허 문서에는 로직 칩과 메모리를 고밀도로 연결하기 위한 회로기판 구조가 담겼다. LG이노텍이 AI 가속기용 대면적 플립칩 볼그리드어레이(FC-BGA) 양산을 준비하면서 인공지능(AI) 반도체용 기판 사업 확대와 맞물려 핵심 기술의 해외 권리화에도 속도를 내는 모습이다.
6일 미국 특허상표청(USPTO) 공개 특허 자료에 따르면 LG이노텍의 회로기판·반도체 패키지 관련 특허 출원 4건이 지난 1일 공개됐다.
'반도체 패키지(Semiconductor Package)'와 '회로기판 및 이를 포함하는 반도체 패키지(Circuit Board and Semiconductor Package Comprising Same)' 등 고집적 패키징과 회로기판 구조를 다룬 기술들이다.
이번 공개는 미국에서 특허 심사 절차가 진행되는 출원 내용을 일반에 공개한 것이다. 특허권이 최종 등록됐거나 해당 기술을 적용한 제품의 양산이 결정됐다는 의미는 아니다.
해외 IP 2년 새 1243건 증가
LG이노텍의 해외 지식재산권도 꾸준히 늘고 있다.
LG이노텍 반기보고서에 따르면 회사가 보유한 해외 등록 지식재산권은 2024년 6월 말 7092건에서 지난해 같은 기간 7907건, 올해 6월 말 8335건으로 증가했다.
2년 만에 1243건, 17.5% 늘어난 규모다. 올해 상반기 전체 등록 지식재산권 가운데 해외 IP가 차지하는 비중은 약 56.8%에 달한다.
연말 기준 해외 등록 지식재산권도 2023년 말 6500건에서 2024년 말 7484건, 지난해 말 8029건으로 증가했다.
특정 국가별 등록 규모는 별도로 공개되지 않지만 해외 IP가 증가하는 가운데 미국에서 반도체 패키징 관련 출원이 연이어 공개됐다는 점이 눈에 띈다.
LG이노텍이 글로벌 고객을 겨냥해 AI용 대면적 플립칩 볼그리드어레이(FC-BGA) 사업을 확대하는 동시에 핵심 기술의 해외 권리화도 병행하는 것으로 풀이된다.
HBM 확산 대응한 고집적 패키지 기술
이번에 공개된 출원 가운데 'US20260305413A1'은 HBM 확산에 따른 반도체 패키지 구조 변화와 맞닿아 있다.
해당 출원은 전자기기의 고성능화와 HBM 채택으로 패키지 크기가 커지면서 인터포저를 포함한 반도체 패키지가 활용되고 있다고 설명한다.
프로세서와 메모리를 하나의 패키지에서 연결하면 실장 면적을 줄이고 짧은 신호 경로를 통해 고속 데이터 전송이 가능하다는 점도 제시했다.
LG이노텍이 제시한 기술은 패키지 기판 상부 보호층의 개구부와 돌출 구조 등을 새롭게 설계해 제한된 공간에 전극과 배선을 보다 촘촘하게 배치하는 방식이다.
출원 문서에는 이를 통해 회로 집적도를 높이는 동시에 물리적·전기적 신뢰성을 개선하고 패키지를 소형·박형화하는 것을 목표로 한다고 명시돼 있다.
적용 가능 제품에는 FC-BGA와 FC-CSP, PoP, SiP 등이 제시됐다. 메모리 칩에는 HBM과 D램, 플래시메모리 등이 포함됐다.
특히 중앙처리장치(CPU)나 그래픽처리장치(GPU) 등 로직 칩과 메모리 칩을 인터포저를 통해 연결하는 구조도 담겼다. HBM은 여러 적용 대상 가운데 하나로 언급된 만큼 이번 출원을 HBM 전용 제품이나 특정 고객사 공급 기술로 단정하기는 어렵다.
AI 가속기용 FC-BGA 2027년 양산
LG이노텍은 최근 AI 가속기용 반도체 기판 사업도 강화하고 있다.
지난달 'KPCA 쇼 2026'에서는 한 변 길이가 100㎜를 넘는 AI 가속기용 FC-BGA를 처음 공개했다.
GPU와 신경망처리장치(NPU) 등 고성능 반도체에 적용되는 제품으로 일반 FC-BGA보다 많은 회로와 부품을 탑재해야 해 초미세 회로와 고다층·대면적 설계 역량이 요구된다.
회사는 AI 가속기를 비롯한 AI 학습·추론용 고부가 FC-BGA를 2027년 양산한다는 목표다.
차세대 기판 기술 확보에도 속도를 내고 있다. 기판 내부에 칩을 넣어 연결 거리를 줄이는 '칩 임베딩' 기술은 대면적 FC-BGA에 적용하고 있으며, 기존 코어층을 유리로 대체해 대면적 기판의 휨과 회로 왜곡을 줄이는 유리기판은 2028년 양산을 목표로 개발 중이다.
LG이노텍은 AI 가속기용 FC-BGA 상용화와 칩 임베딩 기술 적용, 유리기판 개발을 병행하며 AI 반도체용 기판 포트폴리오를 확대하고 있다.
/황세웅 기자(hseewoong89@inews24.com)