• 후공정에도 반도체의 팹 공정이 도입되기 시작 : 이는 주로 Advanced 패키징 공정에서 나타나는 방식이다 . 대부분 RDL(Redistribution Layer) 방식의 등장이나 , TSV(Through Silicon Via) 등의 등장이 그배경이다 이 는 반도체 팹 업체들이 후공정에도 기여하는 비중을 상승시키고 있다 . 또한 전공정 장비업체들이 후공정에서도 기여하는 역할과 비중을 상승시키고 있다

• Chiplet 구조의 등장 HPC 칩에서의 고성능 다양한 IP block 들이 통합되며 필요성은 칩 사이즈를 상승시켰고 , 칩 사이즈의 상승은 수율을 악화시켰다 . 이를 극복하기 위한 Chiplet 구조 각각의 IP Block 단위로 쪼개는 방식 의 등장이 본격화되었다 . Chiplet 구조의 등장은 새로운 패키징 방식을 등장시켰다 .새로운 패키징 방식은 FC 패키징 방식 , CoWoS 나 Foveros 와 같은 실리콘 인터포저로 칩들을 묶는 방식이나 , 실리콘 브릿지 (EMIB 활용 로 묶는 방식 등을 등장시키고 있다 . 또한 어셈블리 시장에서 하이브리드 본딩 방식의 증가와 테스터 시장에서 컴포넌트나 SoC 테스터 난이도나 스텝 확대 , 추가로 마킹이나 드릴링 공정의 확대도 나타나고 있다

낮은 원가구조와 투자여력을 보유한 패키징 업체 필요

- 외주화의 핵심은 원가 절감 등의 Risk 관리라는 점에서 외주화 고려 시 낮은 원가구조와 투자 여력이 우선시 될 것

- 저수익성의 패키징을 외주화 해야한다는 점에서 소량의 외주화로는 In house 나 외주사 모두 실익이 없어 일정 규모이상의 외주가 필요하기 때문

- 원재료 비용과 설비투자가 높은 패키징 사업 하에서 원가구조를 낮출 수 있는 방법은 낮은 인건비와 규모의 경제 뿐

- 국내 주요 패키징 업체인 하나마이크론 , SFA 반도체 , 시그네틱스 , 네패스 중 저인건비 활용이 가능한 동남아 라인을 보유 한 업체는 하나마이크론 베트남 ), SFA 반도체 필리핀 ), 네패스 필리핀 ) 뿐 . 그 중 네패스는 FO WLP, PLP 등 고부가 패키징 라인이라는 점에서 하나마이크론 , SFA 반도체가 기존 패키징의 외주화 가능성이 있는 업체가 될 수 있음

테스트 부품

테스트는 반도체의 전기적 특성 검사를 통해 불량 제품이 다음 공정으로 넘어가지 않도록 도와주는 공정이다. 제품 불량을 걸러내는 필터링 위주로 진행된다. 테스트 공정은 불량 제품을 차단하고 생산 수율 향상, 연구개발에 도움을 주는 등 역할 및 중요성이 확대되고 있다

프로브카드, 세라믹STF

테스트는 전공정 테스트, 패키지 테스트, 모듈 테스트로 분류된다. 전공정 테스트는 EDS 공정의 일부로 분류된다.

EDS 공정은 ①프로브테스트/번인테스트, ②Hot/Cold 테스트, ③리페어, ④Inking 순서로 진행된다.

전공정 테스트는 불량칩이 패키징되는 걸 방지하고 하자가 있는 제품의 레이저 리페어를 통해 수율을 높이는 역할을 한다.

①프로브테스트/번인테스트다. 프로브테스트는 성능테스트로 상온(25도) 수준에서 진행되며 테스트장비와 웨이퍼를 프로브카드(부품)가 연결해주는 형태다. 프로브카드는 PCB, STF, 프로브팁 등으로 구성된다. 번인테스트는 100-200도 가량에서 제품의 신뢰도를 테스트하는 공정이다.

테스트보드, 소켓

제품의 패키징이 완료된 후에 진행하는 테스트인 파이널 테스트가 있다. 고객들에게 고품질의 제품을 납품하기 위해 패키지 완료 후 완품의 성능을 테스트하는 공정이다. 파이널 테스트도 번인테스트와 성능 테스트로 나뉜다. 테스트에 쓰이는 부품은 크게 테스트보드와 소켓으로 나뉜다.

테스트보드 위에 여러 개의 소켓이 패키지된 반도체와 닿아서 테스트를 진행을 보조한다. 인터페이스 보드는 메모리 반도체 테스트에 쓰이는 보드이고 로드 보드는 비메모리 테스트에 쓰이는 제품이다.

웨이퍼가 얇아질 필요성이 계속 커지며 레이저 다이싱의 비중이 커지고 있는 추세이다 . 아직까지 플라즈마 다이싱의 용처는 확대되기에는 단점이 많은 것으로 판단된다 따라서 레이저 다이싱의 비중 확대가 투자 아이디어로 더 활용 가능성이 높다고 생각된다.

* 웨이퍼가 얇아지는 이유

어플리케이션마다 웨이퍼가 얇아지는 이유는 다르다고 알려져 있다 .

파워디바이스 경우 두께를 줄이면 저항이 낮아지고 전류 전송 능력이 향상 , 전력소비량 최소화되는 장점이 존재한다. 메모리 반도체 경우 메모리용량 증가 , 데이터전송속도 향상 , 전력효율성이 요구되며 얇아지고 있는 트렌드이다. CIS 웨이퍼의 경우 TSV 패키잉을 위해 얇아지는 트렌드이며 , 반면 RF 는 140~200 μ m 범위에서 머물러 있다고 알려져 있다. 와이어본딩이나 플립칩 패키징이 더 폭넓게 채용되면서 웨이퍼 두께가 점점 두꺼워지고 있는 상황이다. 

결론적으로, 웨이퍼가 얇아지는 이유는 결국은 성능향상이나 , 패키징 과정속에서 단차를 낮추기 위한 작업이라고 판단된다 . 특히나 적층구조의 패키징이 발전할수록 , 또한 적층하는 칩 개수가 많아질수록(2.5D/3D 패키징 구조 확대에 따라) 웨이퍼 두께가 얇아지는 트렌드는 지속될 것이라 추정된다

프로브카드는 웨이퍼 상태에서 웨이퍼 내에 제작된 칩의 전기적 동작 상태 검사하기 위해 아주 가는선 형태의 Probe pin을 일정한 규격으로 회로기판에 부착한 카드로, 프로브 핀이 웨이퍼에 생성된 칩내부의 패드에 접촉되면서 메인 테스트 장비로부터 받은 신호를 전달하고 출력신호 등을 감지하여 다시 테스트 장비에 전달하는 역할을 수행하는 웨이퍼와 테스트 장비의 중간 매개체이다

국내의 대부분 서플라이체인은 낸드 위주로 대응하고 있으며 디램쪽으로 조금씩 확대하는 모습들이 나타나고 있다. 디램의 경우 낸드 대비 핀수가 많아 난이도가 상대적으로 높다. 비메모리의 경우는 다품종 소량생산구조로 대응이 쉽지 않아 해외 업체와 국내 윌테크놀로지가 대응하는 것으로 추정된다. 아직까지 MEMS를 활용한 프로브카드 도입은 많이 되지 않고 다양한 타입을 위해 Vertical 타입 등의 기여가 많은 것으로 추정된다. 참고로 현재 메모리의 경우 80% 이상이 MEMS 프로브카드를 사용되는 것으로 추정된다.

프로브카드시장의 경우 2020년 기준 약 2.1조원 수준으로 판단되며 , 비메모리 비중이 가장 크고 디램 ,낸드 순으로 이어지는 것으로 추정된다. 국내 프로브업체의 경우 대부분 낸드 위주로 기여하고 있으며 최근 디램쪽 국산화 확대에 따라 일부 기여가 나타나고 있다 . 향후 국내 프로브카드업체들의 비메모리쪽 확대 가능성도 주목해볼 만하다 .
 

<STF기판>

프로브카드에 들어가는 부품 중 STF 기판도 존재한다.  STF 기판 은 테스트 신호를 웨이퍼에 전달 및 MEMS Pin 의 지지체 역할을 수행한다 시장은 약 4,000 억원 규모로 추정되며 국내 샘씨엔에스가 낸드쪽 위주로 기여를 하고 있는 모습이다