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[김정호의 4차혁명 오딧세이] ‘전자 물탱크(MLCC)’ 사업 나서는 삼성전기. 왜?

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반도체 설계, 도시 설계와 원리 동일

새로운 신도시 건설을 한다고 하면 우리는 제일 먼저 땅을 고르고, 도로를 건설하고, 상하수도 시설을 마련하고, 전기를 공급하고, 마지막으로 통신 시설을 설치한다. 그 다음으로 당연히 아파트도 짓고, 학교도 만들고, 상가도 짓고 관공서도 건설한다.

        김정호 교수

그렇지만 무엇보다도 도시 인프라 건설이 선행되어야 한다. 4차 산업혁명 시대에 필수적인 부품인 반도체 설계도 마찬가지이다. 반도체 내부에 인공지능 계산을 하고, 데이터를 저장하는 회로도 필요하지만, 반도체 내의 기본 인프라인 전력공급망(Power Distribution Network) 설계도 그에 못지 않게 중요하다. 반도체 내에 디지털 스위칭 전기가 공급되어야 디지털 회로가 동작하기 때문이다.

디지털 반도체의 회로는 짧은 시간에 ‘0’ 에서 ‘1’의 디지털 전압상태를 순간적으로 바꾸어야 한다. 이를 스위칭이라고 한다. 그러려면 빠른 스위칭 시간 안에 필요한 순간 전자를 회로에 공급하는 전력공급망 장치를 마련해야 한다. 이러한 전원 고속 스위칭용 전원장치의 설계 난이도가 꾸준히 증가한다.

스위칭 시간이 점점 더 짧아지고, 스위칭 전류량이 증가하기 때문이다. 이러한 이유는 모두 인공지능이 처리해야 하는 빅데이터의 양과 속도가 늘어나기 때문이다. 이제는 인공지능 서비스도 실시간으로 받기를 원한다. 인공지능 대화용 자동 번역의 경우 실시간 번역이 이루어 져야 한다. 음성을 텍스트로 바꾸는 인공지능도 실시간 서비스를 필요로 한다. 자율주행 자동차 내의 인공지능 판단도 거의 실시간으로 이루어 져야 한다.

도시 인프라 설계 관점에서 보면 상수도 시설을 잘 해야 한다. 그래야 깨끗한 물을 언제나 어디서나 바로 마실 수 있다. 마찬가지로 반도체 내에서는 전원 장치가 빠르고 많은 양의 전자를 회로에 짧은 시간 내에 공급해야 한다. 그래픽 프로세서(GPU)에서 메모리 소자로 데이터를 빨리 주고 받아야 인공지능 알고리즘을 위한 행렬 계산을 빠르게 할 수 있다. 여기서 스위칭 변화의 시간 단위가 극단적으로 짧은 시간이다.

이러한 고속 디지털 스위칭은 최근 피코 초 (Picosecond) 단위로 이루어진다. 1 피코 초는 1 조 분의 1초이다. 정말 눈 깜빡할 시간이다. 요즘 반도체의 스위칭 속도는 빛의 속도 한계 시간에 근접한다고 볼 수 있다. 1 피코 초에 빛은 머리카락 정도 굵기 정도만 날아간다. 빛도 거의 정지한 시간이다. 이렇게 짧은 시간에 디지털 회로에 전자를 공급해야 한다. 그래서 요즘 고성능 반도체 설계는 예술의 경지에 가깝다.

도시 설계에 필요한 상수도 공급망 체계도, [출처=국제신문]]


이러한 디지털 반도체 전력공급망에서 피코초 단위로 스위칭하려면 전자 공급장치도 그 속도로 동작해야 한다. 이러한 목적으로 설치되는 전자 저장 장치를 전력망 캐패시터(Decoupling Capacitor)라고 부른다. 도시 상수도 공급망에서 지역 물 탱크와 같은 역할을 한다. 이러한 전력망 캐패시터가 1조 분이 1초인 피코 초 내에 전자를 공급하려면 그 위치를 최대한 반도체에 가까이 붙여야 한다.

도시의 상수도 입장에서 보면 아파트 물탱크에 해당하는 것이 바로 전력망 캐패시터(Decoupling Capacitor)이다. 가정에 최대한 가까이 옥상에 설치한다. 그 이유는 수도 꼭지를 돌리면 바로 물이 나오게 하기 위해서이다. 아파트 물탱크의 크기가 충분하고, 수압이 충분해야 수도꼭지를 켜면 바로 물이 나올 수 있다. 된다. 이처럼 디지털 반도체 전력공급망 설계와 도시 인프라 설계가 유사점이 많다.

고속 디지털 반도체에 설치된 전력공급망 회로 체계도, [출처=KAIST]

MLCC 는 대용량 고속 전자 물탱크

디지털 반도체에 필요한 전자 물탱크를 전력공급망 캐패시터라고 부르고 그 대표적인 제품을 ‘적층세라믹컨덴서’라 부르고 약자로 ‘MLCC(Multi-Layer Co-fired Ceramic)’이라고 표시한다. 그래서 MLCC는 아파트 물 탱크 제품 이름이다. 이러한 물탱크인 전력공급망 캐패시터의 용량은 면적과 물질의 유전상수에 비례하고, 두께에 반비례한다. 일단 용량을 키우기 위해서는 유전상수가 큰 물질인 세라믹 물질을 쓴다. 또한 적층 고온 공정을 이용하면 물질을 얇게 다층으로 만들 수 있다. 그래서 작은 부피에 최대한의 용량을 구현 가능하다. 세라믹 물질이어서 고온에서 구워내는 공정을 한다.

그런데 용량 못지 않게 MLCC 캐패시터의 중요한 성질이 있다. 아무리 물탱크가 커도 연결하는 파이프 크기가 충분하지 않으면 수량과 수압을 충분히 제공받지 못한다. MLCC 캐패시터의 경우에는 전자공급 통로의 성질을 전기적으로 자체 인덕턴스(ESL. Equivalent Self-Inductance) 와 자체 저항(ESR: Equivalent-Self-Resistance) 으로 표현한다.

이러한 목적으로 ESL, ESR 값이 작은, 다르게 말하면 전자 공급선로가 충분히 넓은 MLCC 를 만들려면 단자와 연결선 숫자를 늘려야 한다. 그래서 MLCC를 경쟁력 있게 만드는 일본의 무라타(Murata)나 한국의 삼성전기는 전력망 캐패시터의 용량뿐만 아니라 ESL, ESR이 적은 제품을 개발하려고 노력하고 있다.

이에 더해서 MLCC의 중요한 필요 성질이 내구성이다. 아무리 많은 전류가 흐르고, 시간이 지나도 그 MLCC 성질의 변화가 없어야 한다. 시간이 지나도 용량의 변화도 없고, ESL, ESL 값도 손상되지 않아야 한다. 물 탱크로부터 물을 공급 받을 때 파이프 내부가 막히면 문제가 되는 원리와 같다. 그리고 용량을 키우려면 더 세라믹 박막이 얇아져야 하니, 작은 구멍이 나서 전자가 누설될 위험도 있다. MLCC는 프로세서나 메모리 반도체만큼 화려하지는 않지만 4차 산업혁명 시대에 꼭 필요한 첨단의 높은 난이도의 제품 기술이다.

세라믹 물질의 다층 구조를 이용해서 구현한 고용량 MLCC 전력망 캐패시터 구조. [출처= Hellogohn]

 

삼성전기에는 성장 기회

이러한 이유에서 인텔 중앙처리장치(CPU) 반도체의 바닥사진을 보면 수십 개의 MLCC 케패시터가 설치되어 있는 것을 볼 수 있다. 인공지능 서버용 컴퓨팅 모듈의 경우 반도체 안에, 외부 패키지나 기판에 수없이 MLCC 캐패시터가 설치된다. 인공지능 서버뿐만 아니라, 스마트폰, 5G 통신 모듈뿐만 아니라 자율주행자동차에도 많이 들어간다. 그러니 반도체 메모리 이상의 미래에 증가가 예상되는 부품이다. 4차 산업혁명의 인공지능과 빅데이터 시대를 맞아 그 숫자는 더욱더 늘어날 전망이다.

이러한 경향을 반영하듯 최근 삼성전기가 MLCC 생산을 늘리기 위해서 시설투자를 증가하기로 했다. 삼성전기는 지난해 톈진공장에 5730억 원의 시설 투자계획을 발표했다. 특히 자동차 전장부품용으로 증가하는 시장을 크게 보고 있다. 한편 삼성전기의 전장용 MLCC 사업이 전체 매출에서 차지하는 비중은 지난해 상반기 2%에 그쳤지만 지난해 하반기 6%, 올해는 10% 안팎까지 늘어날 것으로 추정되고 있다. 이제 삼성전기가 일본 무라타와 비교해 기술적, 시장적 열세를 극복하고 1 등 MLCC 기업으로 성장하기 바란다. 그러면 삼성전기의 주가는 올라 갈 것이다.

CPU 주변에 설치된 MLCC 커패시터 사진. 왼쪽 사진 중앙 부분에 설치된 조그만 부품들이 바로 MLCC 커패시터들이다. [출처=wccftech]

 

joungho@kaist.ac.kr

 

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

 

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손흥민, 새해 첫 경기 1골·3도움 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 얼마나 발이 근질근질했을까 싶다. 손흥민(LAFC)이 지난해 11월 22일 밴쿠버 화이트캡스전 이후 3개월 만에 출전한 새해 첫 경기에서 1골, 3도움으로 자신의 역대 한 경기 최다 공격포인트 4개를 몰아쳤다. 손흥민의 '환상의 짝궁' 데니스 부앙가는 해트트릭을 기록했다. 손흥민은 18일(한국시간) 온두라스 산페드로술라 프란시스코 모라산 스타디움에서 열린 레알 에스파냐(온두라스)와의 2026 북중미카리브해축구연맹(CONCACAF) 챔피언스컵 1라운드 1차전 원정 경기에 최전방 공격수로 선발 출전했다. LAFC는 '흥부 듀오'를 앞세워 에스파냐를 6-1로 완파했다. 손흥민이 18일(한국시간) 레알 에스파냐(온두라스)와의 2026 북중미카리브해축구연맹(CONCACAF) 챔피언스컵 1라운드 1차전 원정 경기에서 페널티킥을 성공시키고 찰칵 세리머니를 하고 있다. [사진=LAFC] 마크 도스 산토스 LAFC 감독은 손흥민, 부앙가, 마르티네스, 델가도, 틸먼, 에스타퀴오, 팔렌시아, 타파리, 포티우스, 세구라, 요리스를 선발로 내세웠다. 킥오프 51초 만에 동료 다비드 마르티네스가 페널티킥을 얻어냈고 전반 3분 드니스 부앙가가 오른발로 선제골을 성공시키며 LAFC가 일찌감치 리드를 잡았다. 손흥민의 이번 시즌 첫 공격포인트는 전반 11분에 나왔다. 역습 상황에서 하프라인 근처에서 공을 잡은 손흥민은 단독 드리블로 전진하며 수비 라인을 끌어당겼다. 레알 에스파냐 수비수 3명이 동시에 달라붙었지만 균형을 잃지 않고 볼을 지켜낸 뒤, 페널티 에어리어 오른쪽으로 침투하던 마르티네스를 향해 정확한 침투 패스를 찔러 넣었다. 마르티네스는 이를 왼발 인사이드 감아차기로 마무리하며 골문 왼쪽 구석을 갈라 손흥민은 2026 시즌 첫 도움을 기록했다. 손흥민은 전반 22분 이번 시즌 첫 골을 성공시켰다. 좌측면에서 공을 잡은 부앙가가 개인 기술로 박스 안으로 파고드는 과정에서 수비수에 걸려 넘어졌고, VAR 끝에 페널티킥이 선언됐다. 키커로 나선 손흥민이 낮고 빠른 슈팅으로 왼쪽 골망을 갈랐다. 손흥민은 곧바로 추가 도움까지 기록했다. 전반 24분, 후방에서 넘어온 공을 손흥민이 감각적인 터치를 한 후 패스를 내주자 부앙가가 넘어지며 논스톱 슈팅으로 자신의 두 번째 골을 완성했다. 손흥민(오른쪽)이 18일(한국시간) 레알 에스파냐(온두라스)와의 2026 북중미카리브해축구연맹(CONCACAF) 챔피언스컵 1라운드 1차전 원정 경기에서 자신의 어시스트로 골을 성공시킨 티모시 틸먼과 기쁨을 나누고 있다. [사진=LAFC] 손흥민은 전반 39분 박스 오른쪽에서 문전에 있던 동료 티모시 틸먼에게 낮고 빠른 패스로 연결했고, 틸먼은 감각적인 힐슛으로 팀의 다섯 번째 골을 넣어 손흥민은 도움 해트트릭을 기록했다. LAFC는 전반을 5-0으로 앞선 채 마쳤고 손흥민은 전반에만 자신의 역대 한 경기 최다 타이인 4개의 공격포인트를 올렸다. 그는 2020년 9월 20일 잉글랜드 프리미어리그 사우샘프턴전에서 해리 케인의 4개 도움을 받아 4골을 몰아쳤다. 이날 1골 3도움을 보탠 손흥민은 LAFC에서의 통산 14경기에서 13골 7도움으로 공격포인트 20개를 채웠다. 경기당 1.43개에 달하는 놀라운 수치다. 후반 에스파냐의 만회골이 터졌고 손흥민은 후반 15분 오르다즈와 교체되어 벤치로 들어왔다. 부앙가는 손흥민이 교체된 뒤인 후반 26분 오르다즈의 도움을 받아 시즌 첫 해트트릭을 달성했다. 부앙가가 18일(한국시간) 레알 에스파냐(온두라스)와의 2026 북중미카리브해축구연맹(CONCACAF) 챔피언스컵 1라운드 1차전 원정 경기에서 멀티골을 넣고 포효하고 있다. [사진=LAFC] 이날 경기는 손흥민에게 북중미 챔피언스컵 데뷔전이었다. 신임 도스 산토스 감독에게는 팀 부임 후 첫 경기였다. 프리시즌 친선경기를 단 하나도 뛰지 않은 채 컨디션 관리에 주력해온 손흥민은 일각의 부상 우려를 말끔히 씻었고, 도스 산토스 감독은 LAFC 데뷔전에서 대승을 거두며 기분 좋은 첫 스타트를 끊었다. psoq1337@newspim.com 2026-02-18 14:14
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14억 짜리 스포츠 브라 세리머니 [서울=뉴스핌] 장환수 스포츠전문기자= 동계올림픽에서 금빛 질주만큼이나 강렬한 장면이 화제를 모으고 있다. 유타 레이르담(네덜란드)의 금메달 세리머니가 '100만 달러 가치'라는 평가가 나왔다. 영국 매체 더 선은 17일(한국시간) 레이르담이 우승 직후 경기복 상의 지퍼를 내려 스포츠 브라를 드러낸 장면을 두고 "100만 달러짜리 세리머니"라고 보도했다. [밀라노 로이터=뉴스핌] 장환수 스포츠전문기자= 유타 레이르담이 10일 스피드스케이팅 여자 1000m에서 우승한 뒤 상의 지퍼를 내려 스포츠 브라를 노출시키고 있다. 2026.02.17 zangpabo@newspim.com 레이르담은 10일 이탈리아 밀라노에서 열린 2026 밀라노·코르티나담페초 동계올림픽 스피드스케이팅 여자 1000m에서 1분12초31의 올림픽 신기록으로 우승, 네덜란드에 대회 첫 금메달을 안겼다. 우승이 확정된 뒤 그는 환호와 함께 상의 지퍼를 내렸고, 안에 착용한 흰색 스포츠 브라가 노출됐다. 레이르담이 착용한 제품은 글로벌 스포츠 브랜드 나이키의 스포츠 브라였다. 매체는 "마케팅 전문가들에 따르면 이 장면은 소셜미디어 팔로워 2억9800만명을 보유한 나이키 계정을 통해 막대한 홍보 효과를 거뒀을 것"이라며 "7자리 숫자(100만 달러 이상)의 보너스를 받을 만하다"고 전했다. 경제 전문지 쿼트 편집장 마인더트 슈트의 분석도 인용됐다. 레이르담 개인 소셜미디어 팔로워가 620만명에 달하는 만큼, 팔로워 1명당 1센트만 적용해도 게시물 하나의 가치는 약 9000만원에 이른다는 계산이다. [밀라노 로이터=뉴스핌] 장환수 스포츠전문기자= 유타 레이르담이 16일 스피드스케이팅 여자 500m에서 은메달을 차지한 뒤 눈물을 글썽이고 있다. 2026.02.17 zangpabo@newspim.com 레이르담의 우승 장면은 네덜란드 브랜드 헤마의 광고에도 활용됐다. 눈물을 흘리며 화장이 번진 모습이 포착되자, 헤마는 자사 아이라이너를 홍보하며 '눈물에도 번지지 않는 방수 제품'이라는 메시지를 덧붙였다. 유명 복서 제이크 폴과 약혼한 사실로도 잘 알려진 레이르담은 이번 대회에 전용기를 이용해 이탈리아에 도착했고, 화려한 일상을 담은 사진을 지속적으로 공유하면서도 개회식에는 불참해 또 다른 화제를 낳기도 했다. zangpabo@newspim.com 2026-02-17 20:08
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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