봉지재, 패키지 기판 대형화 대응 경쟁
봉지재(Encapsulant)는 반도체 후공정 중 패키징 공정에 사용되며 최근 첨단 패키지 발전과 함께 새로운 기능이 요구되고 있다.

대표적으로 방열과 고속 전송을 구현하기 위한 저유전 니즈가 고도화되고 있으며 생산효율 개선을 위해 기판이 웨이퍼 레벨에서 패널 레벨로 대형화될 것으로 예상되면서 휨 대책도 중요한 주제로 부상했다.
화학경제연구원(CMRI)의 고기능성 반도체 소재 기술세미나(2026)에서는 삼성전자 박민 수석연구원이 패키징 발열 문제를 해결하기 위한 차세대 방열소재 개발 동향 및 전망을, 바커케미칼 전자재료연구소 주영혁 팀장은 패키징용 실리콘(Silicone) 방열소재 개발 동향을, 국도화학 유기환 팀장은 패키징용 에폭시(Epoxy) 개발 동향을 소개할 계획이다.
방열 니즈는 방열필러(충진제) 활용능력이 경쟁력을 좌우하며, 일본 화학기업들이 새로운 솔루션을 잇달아 공개하고 있다.
스미토모베이클라이트(Sumitomo Bakelite)는 AI(인공지능) 관련 전력반도체(파워반도체) 영역에서 산화알루미늄(Aluminium Oxide) 필러를 채용한 봉지재로 방열 니즈를 공략하고 있다. 특히, AI 반도체용 봉지재는 강점인 고형과 시장 진출을 선언한 액상형 더블 체제로 수요기업에게 최적의 솔루션을 제안할 방침이다.
레조낙(Resonac)은 고형과 액상 언더필(LUF)을 공급하고 있다. AI 주변 분야는 액상이 주류를 형성하고 있으나 방열 니즈에서 사업 기회를 포착해 몰드 언더필(MUF)로 반전을 노릴 계획이다.
액상 봉지재 톱티어인 나믹스(Namics)도 방열 언더필에 주력하며 액상 압축 몰드 언더필(LCMUF)를 개발하고 있다.
방열 필러 공급기업들은 산화알루미늄보다 방열성이 우수한 질화붕소와 질화알루미늄 활용을 목표로 소재 설계 최적화에 자원을 투입하고 있다.
저유전 니즈는 중공 필러가 대책으로 주목받고 있다. 중공 필러는 내부에 공기층을 가지고 있으며 저유전 특성이 우수하다.
JGC C&C,  AGC Sitech, 도쿠야마(Tokuyama)가 중공 실리카(Silica)를 공급하고 있으며, 연마재용 나노 콜로이드 실리카 메이저 Fuso Chemical도 중공 실리카 파우더를 라인업하고 있다. Sekisui Kasei는 폴리머 미립자 TECHPOLYMER 시리즈의 중공 타입으로 수요를 흡수할 계획이다.
패키지 기판 대형화에 따른 휨 억제 성능은 과립형과 액상형 봉지재가 경쟁하고 있다. 과립형은 작업성에 강점이 있으며 디스펜서로 도포하는 액상보다 생산 효율이 높은 편이다. 반면, 저점도 액상형은 유동성이 우수해 파인피치 봉지에 적합한 것으로 평가된다.

TIM, 다양한 소재로 점유율 경쟁
TIM(Thermal Interface Material)은 반도체 후공정, 특히 패키징 단계에서 칩과 히트싱크(방열판) 사이의 열 전달을 향상시키기 위해 사용된다.
칩에서 발생하는 열을 효율적으로 방출함으로써 작동 온도를 낮추고 안정성을 높이는 핵심 소재이며 기존기업들의 기술 개발과 함께 신규기업 진출이 이따르고 있다.
기존기업들은 금속 소재와 시트의 밀착성에서 차별화를 추구하고 있다. TIM은 칩 다이와 히트스프레더(IHS) 사이에 쓰이는 TIM 1, IHS와 방열판(히트싱크)의 틈을 메우는 TIM 2로 구분되고 직접 칩에 접촉하는 TIM 1 시장에서 경쟁이 치열해지고 있다.
레조낙은 흑연 필러를 수직 방향으로 배향한 TIM을 공급하고 있다. 높은 방열성과 밀착성을 갖추어 AI용 카본 TIM 영역에서 사실상 표준을 획득한 것으로 평가된다. 레조낙은 TIM의 성능 개선과 함께 금속 단일체 및 금속-수지 하이브리드 등 다양한 가능성을 모색해 시장을 선도할 계획이다.
세키스이케미칼(Sekisui Chemical)은 2025년 덱세리얼즈(Dexerials)의 자산을 인수해 TIM 라인업을 확충하고 강점인 탄소섬유 배향 기술로 차별화하고 있다.
다우(Dow)와 도레이(Toray)의 합작법인 Dow Toray는 다우의 실리콘 기술을 응용해 CNT(Carbon Nano Tube)를 수직 배향한 TIM을 공급하고 있다.
스미토모베이클라이트는 전력반도체용 소결용 은 페이스트 기술을 응용한 TIM으로 시장을 공략하고 있다. 플래스틱의 추종성과 은의 열전도성을 결합한 고밀착・고방열이 특징이다.

후지필름은 구리 TIM을 공급하고 있다. 독자적인 도금 기술로 구리 나노와이어 양산 기술을 확립해 구리 나노와이어를 배합한 TIM을 완성했다.
납땜 메이저 SMIC(Senju Metal)는 납땜 합금을 임의의 두께로 가공한 시트를 TIM으로 제안하고 있다. SMIC가 생산하는 플럭스와 함께 사용하면 견고한 접합이 가능한 것으로 알려졌다.

테이프, 하이브리드 본딩 소재 주목
미쓰이케미칼(Mitsui Chemicals)은 신공정 가운데 하나인 웨이퍼끼리 직접 접합하는 하이브리드 본딩 시장을 공략하기 위해 반도체 웨이퍼용 보호 점착 테이프 ICROS TAPE를 광범위하게 제안하고 있다.

하이브리드 본딩은 저입자가 요구되기 때문에 초고도 청정 타입 ICROS TAPE를 제안하고 있다. 같은 공정에서 사용하는 유기막을 세트로 제안할 수 있는 점이 강점으로 평가된다.
미쓰이케미칼은 첨단 패키지 시장 확대를 확신하고 3D 적층용 신소재 개발에도 자원을 투입하고 있다. 소재 분자설계 기술을 살려 실온에서 가접합하고 섭씨 150도 저온환경에서 영구접합이 가능해 웨이퍼가 접합 후 포지션을 이탈하지 않는 점을 무기로 삼아 조기에 사업화할 계획이다.
린텍(Lintec) 역시 하이브리드 본딩용으로 백그라인드, 슬림화, 다이싱을 비롯한 각각의 프로세스에 대응하는 초고도 청정 테이프를 라인업하고 있다.
점착 기술을 TIM에 활용해 열전도를 방해하던 기존의 필름 소재를 제거하고 우수한 유연성과 높은 밀착성을 지닌 점착층으로만 이루어진 고방열 양면 테이프를 개발했다.

미츠비시케미칼, 코팅형 중성자선 차폐재 개발
미츠비시케미칼(Mitsubishi Chemical)은 반도체용 열중성자 차폐 소재를 개발했다.
중성자선은 우주에서 오는 우주선이 대기와 충돌하면서 발생하며 반도체에 충돌하면 저장된 데이터가 반전되는 오류가 발생한다. 원인을 알 수 없는 장비 오동작의 원인이 중성자선으로 지목되는 사례도 많다.
최근 반도체 시장이 확대되면서 전기적 오작동의 위험성도 커지고 있다. 미세화가 진행될수록 비트를 유지하는 전하량이 감소해 중성자 충돌 시 오류 발생 확률이 높아지기 때문이다.
반도체 소재 생산기업들 역시 전기적 오작동에 주목하고 있다. 레조낙은 앞서 중성자 흡수 물질을 혼합한 반도체 봉지재를 개발해 전기적 오작동률을 약 20% 낮춘 바 있다.
중성자선 차폐재는 패키징 및 몰딩 단계에 사용하는 소재로 반도체의 전기적 오작동을 유발할 수 있는 중성자선을 막기 위해 사용하며 원자력발전소를 비롯한 중성자선 발생원이 있는 시설은 외부누출 방지를 위해 중성자를 흡수하는 무기물을 혼합한 PE(Polyethylene) 블록이나 중성자 차폐용 콘크리트 블록을 사용하고 있다.

다만, 데이터센터를 비롯해 두껍고 무거운 블록을 설치하기 어려우며 미츠비시케미칼이 개발한 도포만으로도 높은 차폐 효과를 발휘하는 수성 코팅 소재 상용화가 기대되고 있다.
미츠비시케미칼이 개발한 소재는 시트 형태로도 공급 가능하며, 중성자를 흡수하는 붕소(B)‧가돌리늄(Gd)‧리튬(Li)을 고농도로 균일하게 분산시킬 수 있는 에멀전 기술을 개발함으로써 얇은 막으로도 높은 차폐 능력을 구현했다.
시공 후에도 코팅할 수 있고 곡면에도 적용 가능한 것이 강점이다. 금속, 콘크리트 포함 다양한 대상에 높은 밀착성을 지니고 있어 전처리 없이도 코팅이 가능하다. 1센티미터 두께의 PE 블록과 두께 60마이크로미터 개발제품이 동등한 차폐 성능을 나타냈으며 얇은 블록에 코팅해 차폐 성능을 강화할 수도 있다. 
미츠비시케미칼은 랩 스케일 샘플 검증을 마무리하고 2026년 파일럿 생산을 시작하며, 현장 검증을 거쳐 첨단 반도체가 집적된 데이터센터 시장을 개척할 계획이다. (윤우성 선임기자: yys@chemlocus.com)