반도체 후공정은 반도체 소부장 전체 시장 대비 약 15%를 차지하며, 85%를 차지하는 전공정 대비 시장규모가 매우 작다.
2. 후공정은 과거에 반도체를 보호하고 포장하는 부가가치가 낮은 공정이었다. 또한 제품으로 나오는 반도체의 80%가 리드프레임 패키징이라는 오래된 방식으로 진행되어왔다. 그래서 후공정에 묶여있는 기술(패키징, 모듈, 테스트)이 크게 변화하지 않았다.
3. 따라서 후공정업체들은 P가 늘어날 가능성이 낮았으며, 단순히 전방시장이 좋아짐에 Q증가가 일어나는 일시적 호황만 바라보았다.
4. 하지만 기술이 고도화되면서 전공정의 기술개선속도가 예전같이 빠르게 일어나지 않고 있다. 그에 따라 파운드리업체와 IDM업체들은 머리를 싸메고 후공정에 손을 보기 시작했다. 그러한 방식에는,
5. 첫번째, "전공정에 집중을 해야된다. 후공정은 외주줘!". 두 번째, "전공정 업글속도가 너무느리네? 후공정에 무슨 수 좀 써보자" 이렇게 두 가지를 생각하게 된다.
6. 첫번째는 OSAT, 두번째는 요즘 한창 핫한 어드밴스드 패키징 기술이라고 볼 수 있다.
7. 이러한 두 가지 흐름(트렌드)을 살펴보기 전에, 후공정에 대한 기초 지식을 알아보자.
8. 후공정은 전공정에서 지지고 볶고 해서 완성된 웨이퍼를 제품으로 만들면서 검사하는 과정이다. 후공정의 각각의 공정을 보면서 장비업체와 부품(소재)업체를 나누어 살펴보자.
9. 후공정은 크게 2가지 시장이 있다. a) 테스트 시장, b) 어셈블리 시장. a) 테스트업체가 상대적으로 낮은 CAPEX와 높은 수익성을 가져갔고, b) 어셈블리업체는 상대적으로 높은 CAPEX에 낮은 수익성을 가져갔던 점을 기업들의 지난 손익을 보면 알 수 있다.
10. a) 테스트 공정은 a-1) 웨이퍼번인, a-2) 웨이퍼테스트, a-3) (패키지)번인테스트, a-4) 파이널테스트, a-5) 모듈테스트 순서로 진행된다.
11. a-1) 웨이퍼번인은 시장이 작고 패키지번인과 겹치는 부분이 많다. 그래서 a-2) 웨이퍼테스트를 먼저 보자. 웨이퍼테스트는 흔히 말하는 EDS와 같은 말이며, 해외에는 advantest, teradyne이라는 기업이 있고, 국내에는 와이아이케이, 디아이가 있다.
12. 국내 웨이퍼 테스트업체들의 메모리 웨이퍼 테스터 국산화율이 높아지고 있는 추세지만, 해외업체인 advantest와 teradyne은 후공정에서 덩치가 큰 친구들이다.(시총20조짜리 친구들)
13. 웨이퍼테스트에는 테스트장비와 웨이퍼를 이어주는 소모품, 프로브카드를 쓴다.
14. 프로브 국내업체는 마이크로프렌드, 티에스이 등이 있으며 낸드위주에서 디램까지 확대중이다. 디램은 상대적으로 핀수가 많아 요구되는 기술력이 높다. 비메모리는 해외업체(주로) FORMFACTOR, TECGNOPROBE 및 국내 윌테크놀로지가 담당한다. 타입은 2가지인데, MEMS타입은 메모리, VERTICAL타입은 비메모리쪽이다. 무조건은 아니고 겹치는 부분도 있다.
13. 여기서 MEMS타입에 들어가는 PIN의 지지체 역할을 하는 STF기판이라는 것이 주목받고 있다. 국내에는 샘씨엔에스가 낸드위주로 담당하고 있고, 해외에는 일본업체인 교세라, NTK가 있다.
14. a-3) 번인테스트부터는 패키징되어 진행된다. 일반적으로 삼전에는 디아이, 엑시콘이 번인테스트 장비를 납품하며, 하이닉스에는 디아이, 유니테스트가 납품한다. 이외에 하이닉스에서는 유니테스트의 복합번인장비를 쓰며, 삼전/하이닉스에서 디아이의 고속낸드번인 장비를 쓴다. 로직반도체 장비는 MCC라는 미국업체가 압도적이지만, 국내의 디아이, 유니테스트, 엑시콘들도 시장을 넓혀가고 있다.
15. 번인테스트에는 번인소켓이라는 소모품이 들어가는데, 국내 고객사 대응으로 국내 업체인 오킨스전자와 마이크로컨텍솔이 있고, a-4) 파이널테스트 소켓 업체인 ISC가 소켓에서 쓰던 기술을 이용해 진입했다. 보통 a-4) 파이널테스트 소켓이나 a-5) 모듈소켓 하는 업체가 a-3) 번인소켓도 한다.
16. a-4) 파이널테스트는 기존에 반도체 테스트 중 최종적으로 하는 테스트라 하여 파이널테스트라고 하지만, 최근에는 모듈화 시킨다음에 모듈테스트까지 추가로 테스트하는 경우가 많다.
17. 국내 삼성전자향으로는 advantest와 teradyne이 장비를 납품하며, 엑시콘은 진입하는 과정의 초입에 있다. 하이닉스향으로는 유니테스트가 진입했고 네오셈이 진입 초입에 있다.
18. a-4) 파이널테스트에도 소켓이 필요한데, 비중별로 포고소켓이 70%, 러버소켓이 15%, 기타소켓이 나머지를 차지한다. 메모리용에는 러버소켓이 많이 쓰이고 비메모리용은 포고가 많이 쓰인다. 하지만 최근 러버소켓이 비메모리향으로 쓰임새가 늘어나고 있다. 고주파 환경 속 까다로운 테스트와 FC-BGA 패키징이 트렌드가 되었기 때문이다(뒤에서 추가설명). 그렇다고 러버소켓이 포고타입 M/S를 차지한다기 보다는 스텝확대에 따라 추가 수혜를 보는쪽이라고 볼 수 있다.
19. 러버소켓 강자는 국내업체인 ISC와 티에스이가 있고, 포고소켓 1위는 국내업체 리노공업이 있다. 일본 enplas, yamaichi 와 미국의 cohu도 큰 업체이니 참조해야한다.
20. a-5) 모듈테스트는 메모리를 모듈화(디램, SSD)한 후, 비메모리를 PCB보드에 탑재한 후 진행하는 테스트이다.
21. 디램모듈 테스트는 국내 엑시콘(삼전), 유니테스트(하닉)가 있고, SSD테스트는 엑시콘(삼전), 유니테스트(하닉), 네오셈(하닉)이 있다. 비메모리는 teradyne이 크게 먹고 있다. 모듈테스트가 증가함에 따라 핸들러 업체인 테크윙이 수혜를 보고 있기는 하다.
22. 여기까지가 a) 테스트 시장...이제 b) 어셈블리 시장을 보자.
23. 어셈블리는 크게 백그라인딩, 다이싱, 본딩, 패키징으로 나뉘어 볼 수 있다.
24. 어셈블리 시장은 예쁘게 잘 가꿔서 패키징하는게 전부이다. 그래서 공정자체보다는 패키지(기판)의 종류를 아는 것이 중요하다. 패키지 관련하여 수많은 용어들이 있지만 리드프레임/솔더볼부터 BOC/FCCSP/FCBGA, TSMC의 FO/FLWLP 이 정도만 알아도 트렌드를 따라오는데 충분하다고 본다.
25. 위의 링크를 읽고 패키지(기판)를 이해했으면, 다시 b) 어셈블리를 살펴보자.
26. b-1) 백그라인딩은 웨이퍼 뒷면을 갈아내는 작업으로, 칩의 적층이나 집적도 향상과 관련이 있다. 일본의 디스코가 높은 M/S를 가져가고 있다.
27. b-2) 다이싱 공정은 백그라인딩이 완료된 웨이퍼를 칩 단위로 자르는 공정이다. 웨이퍼두께에 따라 기술이 발전하며 메카니컬, 레이저, 플라즈마 순서로 진화하고 있다. 아직까지는 레이저 다이싱 시장이 크다.
28. b-3) 본딩은 칩을 패키지에 붙이는 공정이다. 크게 와이어본딩, 플립칩(FC)본딩, 하이브리드본딩이 있다. 본딩시장은 해외업체 besi, asm-pt, fasford가 M/S 75%를 가져가고 있다. 최근 본딩시장은 WLP에 따른 RDL 작업이나 TSV작업, 2.5D/3D 패키징에 따른 인터포져/브릿지 작업이 증가하고 있다.(2편에서 설명)
29. b-4) 패키징 작업은 기판에 오른 칩을 몰딩, 세척, 검사, 선별하는 공정이다. towa라는 해외업체가 1위이며, 한미반도체가 18%로 2위를 차지하고 있다. 이후 선별된 칩을 마킹하는 공정도 있는데, 이오테크닉스가 해당 시장 M/S 1위(70%~)를 차지하고 있다.
여기까지가 후공정의 기초지식이라고 생각한다. 기초를 알아본다는게 생각보다 길어졌다.
다시 한번 언급하자면, 현재 후공정의 큰 흐름 2가지는, 1) OSAT(외주화) 와 2) ADVANCED 패키징 기술이다. OSAT는 위 대부분의 테스트/패키징 공정을 협력업체에 준다는 것이고(비메모리냐 메모리냐에 따라 외주주는 비중중이 다르다), ADVANCED 패키징은 패키지기판 자체 또는 b-3) b-4)공정에서 패키징 고도기술을 접목시키자는 것이다.
2편은 반도체 후공정이 어떻게 달라지고 있는지, 트렌드기술이 무엇인지 알아보고자 한다.
*위 포스팅은 2021년에 발간된 삼성증권의 'Tech', 한국투자증권의 '반도체 후공정 잘벌고 잘 쓴다', SK증권의 '반도체 소부장 한국OSAT의 현재와 미래, 그리고 그 역할' 산업 리포트를 참고하여 작성했습니다.
Disclaimer
- 당사의 모든 콘텐츠는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재, 복사, 배포 등을 금합니다.
- 콘텐츠에 수록된 내용은 개인적인 견해로서, 당사 및 크리에이터는 그 정확성이나 완전성을 보장할 수 없습니다. 따라서 어떠한 경우에도 본 콘텐츠는 고객의 투자 결과에 대한 법적 책임소재에 대한 증빙 자료로 사용될 수 없습니다.
- 모든 콘텐츠는 외부의 부당한 압력이나 간섭없이 크리에이터의 의견이 반영되었음을 밝힙니다.
