임베디드PCBㆍ광PCB "더 얇게 더 똑똑하게"… PCB 신시장 견인

임베디드PCBㆍ광PCB

"더 얇게 더 똑똑하게"… PCB 신시장 견인

 

 

소자ㆍIC칩 내장 '임베디드PCB' 고성능제품 지원
광회로 이용 '광PCB' 전달속도ㆍ집적도 10배 향상

날로 작고 날씬해지는 전자제품은 우리의 눈을 즐겁게 합니다. 최근에는 터치센서를 채용한 TV, 휴대폰 등이 늘어나면서 디자인도 한층 깔끔해지고 두께도 얇아지고 있지요.

이처럼 새로운 기술의 등장은 전자제품의 디자인 혁명을 이끄는데 필수적입니다. 모든 전자제품에 적용되는 전자회로기판(PCB) 역시 더 작고 얇은 크기에 더 많은 회로와 칩을 탑재할 수 있도록 끊임없는 연구개발이 진행되고 있습니다.

한국전자회로산업협회(KPCA)가 발간한 `2010년도 한국의 전자회로기판 산업현황'에 따르면 지난해 국내 PCB 생산량은 전년대비 약 13% 증가한 2720만㎡ 규모이며 올해는 4% 가량 성장한 2820만㎡ 규모가 될 것으로 전망하고 있습니다. 지난해 휴대폰용 기판에서 탈피해 LCD TV용 및 LCD 백라이트유닛(BLU)용 PCB, LED PCB 등 새로운 제품군이 등장하며 경성PCB 및 플렉서블PCB(FPCB)의 생산량이 크게 증가했습니다.

더 얇고 작은 크기에서 더 많은 기능을 구현할 수 있도록 새로운 형태의 PCB들이 선보이고 있습니다. PCB에 다수의 칩을 탑재하는 임베디드PCB, 구리선 대신 광섬유를 이용해 전송속도를 획기적으로 개선한 광PCB가 대표적입니다.

이들은 PCB 시장은 물론 관련 장비, 소재, 전문가공 등 관련 시장의 변화까지 이끌고 있는데다 더 혁신적인 기능과 제품의 전자제품을 지원할 수 있어 업계의 높은 관심을 얻고 있습니다. 오늘은 PCB 시장에서 조금씩 저변을 확대하고 있는 임베디드PCB와 광PCB에 대해 알아보겠습니다.

◇칩 잔뜩 넣어도 `날씬'= 임베디드PCB는 PCB에 다양한 칩을 집어 넣어도 얇은 두께를 유지, 같은 크기와 두께의 PCB에서 더 많은 기능을 지원합니다. 전자회로를 구성하는 저항기, 커패시터, 인덕터 등 3대 수동소자를 내장하고 있으며 최근에는 IC칩까지 내장한 차세대 임베디드PCB가 선보이고 있습니다.

2009년 국내 임베디드PCB 시장은 대부분 휴대폰용 카메라 모듈로 약 150억원 시장에 그쳤습니다. 그러나 올해는 모듈, 패키지, 메인보드에 적용되는 형태로 전년대비 약 67% 성장한 300억원 규모가 될 것으로 전망되고 있습니다. 세계 임베디드PCB 시장은 1500억원 규모로 예상되며, 삼성전기, 카시오, 임베라, 프라운호퍼 IZM 등이 관련 제품을 개발하고 있습니다.

일반적인 PCB에서는 다수의 수동소자와 IC를 실장하면 회로가 상대적으로 복잡하게 형성되고 부품 간 접속길이가 늘어나게 됩니다. PCB 설계의 효율성이 떨어지고 전기적 성능을 충분히 발휘할 수 없게 되는 것이지요.

이같은 단점은 특히 휴대폰 등 단말기의 크기를 줄이면서도 터치스크린, 카메라 등 다양한 부가기능을 구현해야 하는 전자제품에서 치명적입니다. 일반 PCB에서는 기술적 한계가 따를 수밖에 없습니다.

관련 업계에 따르면 3.5세대 이동통신용 휴대폰에서는 임베디드PCB 기술 적용이 필수적일 것으로 보고 있습니다.

PCB 업계에서는 임베디드PCB의 발전양상을 어떻게 전망하고 있을까요. KPCA의 조사에 따르면 드라이버IC와 같은 간단한 IC의 임베딩을 시작으로 아날로그IC, 디지털IC, 시스템온칩(SOC) 등으로 확대될 것으로 내다봤습니다. 또 수동소자는 디스크리트 칩(Discrete chip) 임베딩이 먼저 진행될 전망입니다. 현재 칩 자체를 PCB 내부에 실장하는 칩 임베딩 기술이 활발히 진행되며 일부 채용되고 있습니다.

임베디드PCB의 칩은 모듈 두께를 최소화하기 위해서는 박형의 칩 개발이 선행돼야 합니다. 2009년 양산되는 칩의 최소두께는 0.3㎜이며 향후 0.1㎜ 정도까지 두께를 얇게 만들 필요성이 제기되고 있습니다. 그러나 임베디드PCB는 비용이 많이 들어 당분간 고수율, 로엔드 칩이 사용되는 제품군에 우선 적용될 것으로 보입니다. 특히 임베디드 FPCB는 2012년부터 임베디드 패시브용 FPCB가 적용될 전망입니다.

◇구리선 대신 광섬유로 제품 속도 `UP'= 광PCB는 구리회로를 통해 전기신호를 전달하는 기존 PCB와 달리 기판에 내장된 초박막형 광회로를 통해 광신호를 주고받는 구조입니다. 전파방해 등에도 오작동이 없고 전자파 발생이 거의 없어 전자파 논란을 불식시킬 수 있는 차세대 PCB로 여겨지고 있습니다. 특히 회선당 데이터 전달속도와 회로 집적도가 기존 PCB의 10배에 달해 초고속 초소형 첨단기기, 군사, 항공, 우주, 자동차 등에 적용될 수 있습니다.

그렇다면 광PCB를 채용한 제품을 언제 접할 수 있을까요. 현재 광PCB는 슈퍼컴퓨터에 적용돼 있을 뿐 비싼 제조단가로 인해 일반 전자제품 시장에는 적용되지 않고 있습니다. 국내 휴대폰 세트업체들은 오는 2012년까지 플렉서블 광PCB를 탑재할 계획이 없다고 밝히고 있습니다.

그러나 관련 시장은 조금씩 형성되고 있는 추세입니다. 광PCB 시장은 올해 약 50억원 시장규모를 형성할 고화질 디스플레이 산업을 발판삼아 2011년에 휴대용 게임기 및 휴대기기 등에 적용될 것으로 보입니다. 이 시장은 2011년 50억~100억원 규모를 형성할 것으로 전망되고 있으며, 고화질 디스플레이 시장에 적용되는 광PCB도 2009년 최고 10억원에서 2011년 최고 200억원 규모의 시장이 될 것으로 예견되고 있습니다.

휴대폰 등 세트업체들의 비즈니스 전략 변화에 따라서도 변동성이 큽니다. 현재 국내에서는 산학연이 함께 광PCB 기술연구 및 제품개발 등이 진행되며 시장 활성화를 추진하고 있어 관련 시장 상황을 지켜볼 만합니다.