PTFE·HC 수지, NVIDIA 무유리 PCB 소재 트렌드와 기존 재질 비교

서론：AI 서버의 보드 간 연결 속도가 높아지면서 ‘무유리 PCB’라는 표현도 업계에서 자주 들립니다. 다만 이 말은 유리섬유 직물을 뺀 유기 PCB를 가리키는 경우가 많아, 유리로 만든 반도체 패키지 기판과 혼동하기 쉽습니다. 두 재료는 구조와 쓰임새가 다릅니다.

최근 DIGITIMES는 Rubin Ultra NVL576 스위치 트레이용으로 PTFE와 탄화수소(HC) 수지 계열의 무유리섬유 PCB 재료를 평가하고 있다고 보도했습니다. 이는 공급망 보도에 따른 평가 동향이며, NVIDIA가 최종 재료 조합이나 양산 사양을 공식 확정했다는 뜻은 아닙니다.

이 글에서는 ‘무유리’라는 표현이 정확히 무엇을 뜻하는지부터 짚고, PTFE와 HC 계열의 장단점, 기존 유리섬유 고속 CCL과의 차이, 엔지니어와 구매자가 제조성 관점에서 확인할 항목을 살펴봅니다.

1. 먼저 구분할 것: 무유리섬유 PCB와 유리 코어 기판

‘무유리 PCB’는 보통 유리섬유 직물(직조 유리천)을 보강재로 사용하지 않는 유기 수지계 동박적층판(CCL)을 뜻하는 업계 표현입니다. ‘유리가 전혀 없는 보드’라는 뜻은 아닙니다. 강성이나 열·치수 특성을 조정하기 위해 실리카 계열 무기 필러가 들어갈 수 있고, 실제 조성은 제품 데이터시트로 확인해야 합니다.

기존 보드에서 글라스 위브 효과가 문제가 되는 이유

유리섬유 직물과 주변 수지는 유전 특성이 서로 다릅니다. 고속 차분 신호가 직물의 경사·위사 패턴과 어떤 위치 관계를 갖느냐에 따라 전파 지연과 차분쌍 스큐가 달라질 수 있습니다. 이 현상을 글라스 위브 효과라고 부릅니다. 채널이 길고 신호 속도·스큐 예산이 빡빡할수록 검토 중요성이 커지지만, 모든 고속 보드에서 반드시 불량을 일으키는 것은 아닙니다.

직물을 제거하면 직조 패턴에서 비롯되는 변동을 줄일 수 있지만, 신호 손실과 임피던스는 수지의 Dk/Df, 동박 거칠기, 층 두께, 배선 구조와 커넥터까지 함께 결정됩니다. 따라서 ‘무유리’라는 이유만으로 링크 성능이 보장되지는 않습니다.

2. Rubin Ultra 소재 동향: 확인된 내용과 아직 열린 부분

NVIDIA의 공개 로드맵에는 Rubin Ultra가 2027년 계획으로 제시돼 있습니다. 한편 2026년 10월 2일 DIGITIMES는 공급망 취재를 바탕으로 Rubin Ultra NVL576 스위치 트레이에 PTFE 및 HC 계열 무유리섬유 재료를 평가 중이라고 보도했습니다.

• 현재 공개 보도에서 읽을 수 있는 것은 재료 후보를 시험·평가하고 있다는 점입니다.

• 최종 CCL·PP 조합, 승인 공급사, 양산 사양과 채택 여부는 공개적으로 확정되지 않았습니다.

• 양산 시점은 제품 구성과 플랫폼 일정의 영향을 받을 수 있습니다. ‘2027년 하반기’ 같은 일정은 보도·계획의 기준으로 다루고 확정 납기로 단정하지 않는 편이 안전합니다.

• 따라서 특정 소재가 확정됐거나 다른 후보를 대체했다고 표현하기보다 ‘검토 중인 후보’로 적는 것이 정확합니다.

Rubin Ultra와 직접 연결된 재료 정보는 현재 공급망 취재 보도에 의존합니다. 발표 내용이 바뀔 수 있으므로, 실제 설계·구매에서는 공급사 최신 데이터시트와 승인된 stack-up을 기준으로 확인해야 합니다.

3. 두 가지 후보 재료: 무유리섬유 PTFE와 HC 수지

무유리섬유 PTFE 계열

PTFE는 낮은 유전 손실을 구현하는 고주파 재료 계열입니다. 다만 특정 제품의 전기적 성능은 필러, 동박, 접착층과 적층 조합에 따라 달라지며, ‘PTFE’라는 이름만으로 모든 데이터시트 특성을 일반화할 수 없습니다.

• 기대 효과: 유리섬유 직물에 따른 weave 변동을 줄이고 낮은 유전 손실을 활용할 수 있습니다.

• 제조 과제: 재료가 부드럽고 표면 에너지가 낮아 동박·접착층과의 결합 및 층간 접착 조건을 별도로 검증해야 합니다.

• 드릴과 도금: PTFE계 라미네이트는 드릴 잔사나 홀 벽의 smear를 관리해야 하며, 홀 벽 활성화·플라즈마 또는 화학 처리 등 재료별 공정 조건이 중요합니다.

• 치수와 압합: 대형·고층 적층에서는 정합, 패널 지지, 압합 후 변형과 수율 데이터를 확인해야 합니다.

AGC의 PTFE 라미네이트 가공 가이드는 비트 상태와 적층 높이, 드릴 열·잔사, 홀 벽 처리와 치수 안정성 관리가 품질에 영향을 준다고 설명합니다. 이는 PTFE 계열 전체가 불가능하다는 뜻이 아니라, 표준 FR-4와 같은 조건을 그대로 적용할 수 없다는 의미입니다.

무유리섬유 HC 탄화수소 수지 계열

HC는 탄화수소계 수지를 기반으로 한 고속 기판 재료를 가리키는 넓은 표현입니다. 공급사와 제품 조성에 따라 Dk/Df, 필러, 보강재, 접착층과 열특성이 다릅니다. Rubin Ultra 관련 보도에서 HC는 PTFE와 함께 평가되는 후보로 언급됐으며, 이를 플랫폼의 확정 대체재로 해석해서는 안 됩니다.

• 검토 포인트: 목표 채널의 삽입손실·반사·스큐 예산을 만족하는지 주파수 조건이 명시된 데이터로 확인합니다.

• 제조성: 기존 고속 CCL 공정과의 호환성을 기대할 수는 있지만, 적층 조합·드릴·도금·열이력으로 별도 검증해야 합니다.

• 일부 제품은 혼합 수지나 개질 성분을 사용할 수 있으므로 ‘HC’라는 계열명만으로 성분을 추정하지 않습니다.

• PTFE보다 항상 가공이 쉽거나, 성능이 M10 이상이라고 모든 제품에 일괄 적용할 수 없습니다. 공급사 데이터와 시험편 결과로 판단합니다.

4. 기존 고속 CCL과 PTFE·HC 계열 비교

아래 비교는 재료 계열의 일반적인 검토 관점입니다. M8·M9·M10 같은 세대 표기는 업계와 제품군에 따라 정의·시험 조건이 달라질 수 있으므로, 등급 이름만으로 실제 링크 성능을 단정하지 마세요.

337Gbps와 같은 링크 속도 표기는 시스템·레인 구성 및 신호 규격을 포함해 해석해야 합니다. 특정 라미네이트가 그 속도를 단독으로 ‘지원한다’고 말하기보다, 완성된 채널의 삽입손실·반사·스큐와 오류율 검증으로 확인하는 편이 정확합니다.

5. 엔지니어와 구매자가 확인할 제조성 평가 5가지

데이터시트의 Dk/Df만 비교하면 실제 제작 리스크를 놓칠 수 있습니다. 샘플 보드에서 재료와 공정을 묶어 검증하고, 양산에서 같은 결과가 반복될 수 있는지 확인하세요.

• 재료명과 제품 번호뿐 아니라 CCL, PP/본딩필름, 동박 종류·거칠기, 각 층 두께가 포함된 stack-up을 동결합니다.

• 고층·대형 보드라면 패널 크기, 압합 횟수, 층간 정합과 수율 데이터를 실제 보드 조건으로 확인합니다.

• 샘플에서 통과한 드릴·도금 조건을 공구 수명, 단면 검사와 함께 기록하고, 로트 변경 시 재검 범위를 정합니다.

• 원가에는 재료 프리미엄 외에 긴 리드타임, 낮은 초기 수율, 재작업과 대체재 승인 비용도 포함합니다.

6. 산업 동향과 적용 경계

• 무유리섬유 유기 PCB가 기존 M8/M9 계열을 전면 대체한다고 볼 근거는 없습니다. 필요한 채널에서 weave 관련 편차나 손실 예산이 문제가 되는지 먼저 확인합니다.

• PTFE와 HC는 하나가 다른 하나를 완전히 대체하는 관계라기보다, 성능·제조성·공급 상황을 놓고 비교되는 후보군으로 보는 것이 적절합니다.

• 무유리섬유 유기 PCB는 보드 레벨 백플레인·스위치 보드 재료 논의이고, 유리 코어/TGV는 칩 패키징 기판 논의입니다. 기술 과제와 공급망이 겹칠 수 있어도 같은 시장은 아닙니다.

• 글로벌 유리 코어 양산 일정은 업체와 제품에 따라 다르게 전망됩니다. 특정 연도를 산업 전체의 확정 양산 시점으로 일반화하지 않는 편이 좋습니다.

7. 자주 나오는 오해

• 오해: 무유리 PCB는 유리 성분이 전혀 없다. → 보통은 직조 유리섬유 천이 없다는 뜻이며, 실리카 필러 등 무기 성분은 제품별로 포함될 수 있습니다.

• 오해: 무유리 PCB는 유리 기판이다. → 전자는 유기 수지 CCL, 후자는 유리 코어를 쓰는 패키지 기판입니다.

• 오해: 속도가 빠르면 무조건 무유리 재료가 필요하다. → 시스템 채널 예산과 기존 재료의 측정 결과를 먼저 비교해야 합니다.

• 오해: PTFE가 전기적으로 유리하니 언제나 최선이다. → 손실 외에도 접착, 치수, 드릴, 층수, 비용, 리드타임과 수율을 함께 평가합니다.

• 오해: PTFE/HC 후보가 보도됐으니 양산 소재가 결정됐다. → 공급망 평가 보도와 공식 플랫폼 사양은 구분해야 합니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

Q1：글라스 위브 효과란 무엇인가요?

A1. 유리섬유 직물과 수지의 유전 특성이 달라, 고속 배선이 직물 패턴과 놓이는 위치에 따라 지연이나 차분쌍 스큐가 달라질 수 있는 현상입니다. 글라스 직물을 제거하면 weave에 따른 변동을 줄일 수 있지만, 보드 전체의 손실·임피던스가 자동으로 해결되는 것은 아닙니다.

Q2：무유리 PTFE와 HC는 이미 양산 재료로 확정됐나요?

A2. 아닙니다. Rubin Ultra 관련 보도는 PTFE와 HC 계열을 평가 중이라는 공급망 동향을 전합니다. 최종 재료 조합과 양산 사양은 공식적으로 확인되지 않았습니다.

Q3：일반 PCB 공장에서 제작할 수 있나요?

A3. 재료와 적층 구조에 따라 다릅니다. PTFE는 드릴 잔사, 홀 벽 처리, 접착과 정합에 특화된 관리가 필요할 수 있고, HC도 제품별로 압합·드릴·도금 검증이 필요합니다. 제조사에 해당 재료의 실제 제작 실적과 시험편 조건을 확인해야 합니다.

Q4：고속 PCB라면 M8/M9보다 무유리 재료가 항상 낫나요?

A4. 항상 그렇지는 않습니다. 채널 길이, 속도, 스큐 예산과 실제 측정 결과가 기준입니다. 기존 CCL로 목표가 충족된다면 재료를 바꾸지 않는 편이 비용과 공급 안정성에 유리할 수 있습니다.

Q5：유리 코어 기판은 이 PCB 소재와 경쟁하나요?

A5. 주요 적용이 다릅니다. 무유리섬유 CCL은 서버 보드의 고속 배선 재료 후보이고, 유리 코어/TGV는 칩 패키징 기판의 핵심 구조 후보입니다. 서로 다른 단계와 공정의 기술입니다.