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[아무튼 반도체] '완성의 마침표' 거대해지는 반도체 후공정 산업

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헬로티 서재창 기자 |

 

 

2021년 상반기에는 글로벌 반도체 시장 구조가 기초부터 뒤흔들렸다. 코로나19, 반도체 슈퍼사이클, 차량용 반도체 수급난, 선도기업의 공격적인 투자와 국가 지원 정책 등의 굵직한 이슈가 지금도 유효하기 때문이다. 이 같은 요인으로 반도체 시장 점유율과 반도체 수요 및 공급망이 지속해서 변화하고 있다. 

 
[아무튼 반도체]에서는 반도체 분야별 시장 동향과 하반기 전망을 간략히 알아본다. 그에 따른 주요 플레이어의 반도체 기술 개발과 시장 전략, 국가별 정책 등을 확인하고자 한다. 세 번째는 반도체 후공정이다. 

 

시장성을 인정받은 반도체 후공정

 

반도체 후공정 산업은 빠른 속도로 발전 중인 반도체 공정 분야다. 요인으로는 5nm 미만으로 초미세화되고 있는 파운드리 공정 기술과 증가하는 반도체 칩의 입출력(I/O) 개수 등이 있다.  

 

최근 삼성전자는 국내 팹리스 업체가 최근 5나노미터 파운드리 공정을 이용하도록 지원한 바 있다. 이에 업계에서는 국내 시스템 반도체 및 파운드리 생태계가 고도화될 것으로 예측한다. 

 

완성된 칩 다이 후공정의 경우 수백 개에서 1000개 이상의 I/O가 필요하며, 현재 사용화된 범프 볼의 피치 간격은 250㎛ 이상이다. 각각의 칩을 모두 팬 아웃 방식으로 패키징하면, 칩이 차지하는 면적이 너무 커져 후공정 기술의 전환은 반드시 필요하다. 

 

전 세계 AP 시장 규모는 2016년 230억 달러에서 2025년 422억 달러로 연평균 7% 성장할 것으로 전망된다. 전체 후공정에서 AP가 차지하는 비중은 2016년 41%에서 2025년 49%로의 상승이 예측된다. 참고로, 현재 국내 후공정 분야 세계 시장 점유율(매출 기준)은 3% 수준인 것으로 알려졌다. 

 

주목받는 후공정 기술 및 장비는?

 

한편, 반도체 후공정에서 관건이 되는 기술 중 한 가지는 SiP(System in Package)다. SiP는 AP의 대표적인 기술로 여러 종류의 칩을 하나의 패키지 안에 각종 수동 소자와 함께 구현한 것을 의미한다.

 

SoC(System on Chip)가 모든 기능의 블록을 단일 칩으로 구현한 것이라면, SiP는 여러 블록을 개별적인 칩으로 구현한 후 패키징하는 것이다. 

 

한 예로, SEMI와 테크서치가 발표한 보고서에 따르면, 패키징 재료 분야 중 하나인 라미네이트 기판은 SiP와 고성능 반도체 수요 증가로 2019년부터 2024년까지 5% 이상의 연평균 성장률이 예상된다. 

 

전 세계 후공정 기업의 실적은 2020년부터 개선되고 있다. SiP와 스태킹 기술 등이 요구됨과 동시에 후공정 역시 공급부족에 시달리면서 평균 단가가 상승하게 됐다. 여기에 파운드리 투자 확대와 AP 기술 비중 증가로 인해 당분간 지속적인 성장 추세가 이어질 전망이다.

 

SEMI의 시장 조사에 따르면, 우리나라는 전년비 61% 늘어난 160억8000만 달러를 장비 부문에 투자했다. 1위는 중국으로, 지난해 반도체 장비 매출액으로 187억2000만 달러를 투자했다. 

 

여기에 후공정 분야도 높은 성장세를 보였다. 어셈블리 및 패키징 장비 매출액은 전년 대비 34%, 테스트 장비는 20% 증가한 것으로 나타났다. 

 

한편, 세계 반도체 어셈블리 장비 시장은 2023년 50억 달러까지 성장할 전망이다. 2017년과 2018년 서버 호황 이후 주춤했던 어셈블리 장비 시장 규모는 코로나19 이후 오히려 성장세를 달리고 있다. 

 

한 예로, 관련 장비 기업인 BESI와 한미반도체 주가는 2020년 중반부터 급격히 상승 중이다. 실적은 꾸준히 높아지고 있으며, 영업이익률 또한 30% 안팎 수준을 유지 중이다. 

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