반도체 패키징 공정

대만·미국 첨단 패키징 투자 가속…"K-반도체 후공정 경쟁력 확보 시급"

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대만과 미국 반도체 파운드리 및 후공정 업체들이 첨단 반도체 패키징 기술과 인프라에 대규모 투자를 본격화한다. 5세대(5G) 이동통신을 중심으로 정보기술(IT) 기기의 고성능·고밀도, 저전력화 요구가 급증한 데 따른 대응으로 풀이된다. 반면에 국내에는 첨단 패키징 투자가 상대적으로 부족하다는 우려의 목소리가 잇따른다. 고속 성장 중인 첨단 패키징 시장에서 경쟁력 확보가 시급하다는 지적이다.

<팬아웃 패키징 개념도(자료=네패스)>

업계에 따르면 반도체 후공정 업체 ASE와 파운드리인 TSMC 등이 팬아웃(FO) 기술을 포함한 웨이퍼레벨패키징(WLP)·패널레벨패키징(PLP) 등 첨단 패키징 공정에 집중 투자한다.

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순수 반도체 후공정(OAST) 세계 1위인 ASE는 최근 반도체 수급난에 따라 첨단 패키징 증설 투자에 나섰다. 최근 한미반도체로부터 WLP·PLP 공정에 적합한 반도체 제조장비도 대거 사들이는 등 증설에 박차를 가하고 있다. TSMC도 지난해 첨단 패키징 공정 분야의 150억달러 투자를 발표하고 일본에 공장 설립을 추진 중이다. TSMC는 팬아웃 패키징 시장에서 가장 높은 점유율(66.9%)를 차지하고 있다.

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파운드리 사업 재진출을 선언한 인텔도 올해 미국 뉴멕시코주에 35억달러를 투자, 반도체 패키징 공장을 만든다. 내년 하반기 가동이 목표다.

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대만과 미국 반도체 기업의 첨단 패키징 투자 행보는 반도체 수요 증가와 IT기기 고성능화 요구에 따른 대응으로 분석된다. 첨단 패키징 기술로 손꼽히는 팬아웃은 반도체 입·출력단자(I/O)를 칩 바깥으로 배치해 I/O 수를 늘리고 전기적 성능과 열 효율성을 높일 수 있다. 신호 처리량이 늘어나는 5G용 칩이나 발열 제어가 중요한 전력관리반도체(PMIC)에서 수요가 늘고 있다. 롱텀에벌루션(LTE) 대비 5G 스마트폰에는 팬아웃 등 첨단 패키징 기술을 적용한 칩이 15~20% 늘어난다는 게 업계 중론이다.

<2020년 세계 팬아웃 패키징 시장 점유율(자료=욜디벨롭먼트)>

높은 시장 성장세도 투자를 이끄는 요인이다. 시장조사업체 욜디벨롭먼트에 따르면, 팬아웃 패키징 시장은 지난해 14억7500만달러였다. 2026년까지 연평균 15.1%씩 성장, 34억2500만달러에 달할 것으로 전망된다. 시장이 지금보다 두 배 이상 커진다는 의미다.

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첨단 패키징 중요성이 나날이 커지고 있지만, 국내 경쟁력은 상대적으로 떨어진다는 지적이다. 국내 업체 가운데, 삼성전자와 네패스 정도가 팬아웃을 포함, WLP·PLP 사업을 진행하고 있다. 그 외 반도체 후공정 업체는 여전히 와이어 본딩 방식 등 구 공정에 집중하고 있다.

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네패스가 2019년 팬아웃 패키지 양산에 2000억원 규모를 투자해 경쟁력 확보에 나섰지만, 여전히 글로벌 시장 점유율은 낮다. 욜디벨롭먼트가 분석한 2020년 팬아웃 패키징 시장 점유율에서 네패스(라웨)는 1.9%, 삼성전자는 0.7%다. 한국 점유율은 3% 미만으로 TSMC(66.9%), ASE(20%) 대비 크게 뒤처진 상황이다.

<5대 첨단 패키징 기술(자료=산업부)>

정부에서도 첨단 패키징 기술의 중요성을 인식, 내후년 '첨단 패키징 플랫폼' 구축 사업을 추진 중이다. 올 하반기 예비타당성조사 신청에 나선다.

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그러나 업계에서는 경쟁 기업이나 국가와 견줘 규모의 경제가 미약하다며 대규모 투자가 시급하다고 입을 모은다. 2016년 TSMC가 팬아웃 패키징 기술을 앞세워 애플 애플리케이션프로세서(AP) 제조를 삼성으로부터 가져온 전철을 다시 밟게 될 것이란 우려 때문이다.

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한 반도체 후공정 업체 관계자는 “첨단 패키징 공정 기반 차세대 반도체 기술은 IT 기기 성능을 극대화할 수 있어 미래 먹거리로 급부상하고 있다”면서 “파운드리 생태계에서도 핵심 공급망 역할을 할 수 있어 신속한 경쟁력 확보가 필요한 분야”라고 강조했다.

 

 

(출처:https://www.etnews.com/20210618000040)