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

팬아웃 웨이퍼레벨패키징은 몰딩 이후 캐리어와 테이프를 분리시킨 뒤, 몰딩된 새로운 웨이퍼에 금속배선을 형성하고 패키지용 솔더볼을 부착한 뒤 패키지 단품으로 잘라 주는 방식이 이어진다. 더 미세한 배선이 필요한 경우에는 웨이퍼 형태의 캐리어에 먼저 금속 배선을 형성시킨 뒤 칩을 붙이고 몰딩 작업을 수행하는 방식을 거치는 것으로 알려져 있다. 즉, 팬인과 팬 아웃의 차이점은 RDL을 통합하는 방법이라고 볼 수 잇다. 팪읶에서 RDL은 내부로 라우팅되어 I/O 수를 제한하며, 팬 아웃은 RDL은 앞쪽과 바깥쪽이 라우팅되므로 더 많은 I/O이 가능한 구조이다. I/O이 많아져야 하는 이유는 딜레이를 줄여주고 전력소모를 감소시켜주기 때문이며 결국 패키징의 방향은 I/O의 수를 늘리기 위한 방향과 함께 고도화 되어가는 모습이다

이오테크닉스 : 레이저 활용한 커팅과 UV driller 수혜

이오테크닉스의 경우 크게 반도체와 PCB 쪽에서의 Advanced 공정에서 기여가 확대되고 있다. 반도체의 경우 팹 공정이 끝난 웨이퍼를 커팅할 때 레이저를 활용하는 커팅 방식에서 저변을 넓혀나가고 있다. 웨이퍼 커팅 방식은 웨이퍼가 얇아지며 물성이 변하는 트렌드와 함께 기존의 메카니컬 싱귤레이션방식에서 레이저를 활용한 싱귤레이션 다이싱 방식으로 변화하고 있다 . 해당 시장에서 레이저스텔스 다이싱 , 레이저 풀커팅 등의 레이저 다이싱 방식에 기여 가능하며 메카니컬 방식에서도 메카니컬 쏘잉 이전에 그루빙이라 는 홈을 파주는 쪽에서 기여를 해 나갈 예정이다. PCB나 패키징 쪽에서도 5G 안테나용 기판이나 FC BGA 등 쪽에서 UV Driller 기여가 확대될 전망이며 극소구경이 가능한 만큼 패키징의 고도화 트렌드와 함께 수혜가 가능한 업체이다.

한미반도체 : FC 본딩 장비와 TSV 용 TC 본딩 장비 확대 기대

한미반도체의 경우 기존에는 패키지 쏘잉 장비인 Vision Placement 쪽에서의 매출 비중이 컸으나 최근에는 FC BONDER 확대 , 향후에는 기존에 했던 TSV 용 TC BONDER 등의 본딩 장비의 매출이 확대될 수 있다는 판단이다 . 또한 패키징쏘잉에서도 마이크로쏘 모듈을 내재화해 나갈 전망이라 GPM 개선도 기대가 된다 . 향후 FC 패키징이나 TSV 를 활용한 공정 확대 시 , 본딩장비로의 수혜 가능성을 기대한다

인텍플러스 : Advnaced 패키징 시장 확대와 FC BGA 수혜 주목

패키징외관검사에서는 인텍플러스에 주목해 볼 만하다 . 인텔의 EMIB 패키징 쪽에서 독점권을 따내었으며 FC BG A 의 범프 검사 등에서 동사의 WSI 기술력이 각광을 받고 있기 때문이다 . FC BGA 의 범프가 미세화되는 트렌드와 2.5D/3D 패키징이 확대될수록 동사의 타겟시장이 넓어질 것이라고 판단한다.

피에스케이홀딩스 : Desc u m 장비 스텝 확대와 Reflow 의 구조적 성장 기대

TSV공정의 확대는 공정 뒤 나오는 잔류물 찌꺼기 을 제거하는 Descum장비의 스텝확대를 이끌고 있다. 또한 Reflow 장비는 패키징 고도화 트렌드 속 범프의 미세화와 숫자 증가에 따라 확대되는 모습이다. Reflow 장비 매출 비중 확대는 동사의 마진 개선을 이끌며 투자자의 관심을 확대시킬 것이라 생각한다

공정별 이해

- 메모리와 비메모리의 공정상 차이는 없지만 공정별 난이도는 차이가 있음

- 비메모리 후공정 사업 비중이 높을수록 높은 수익성 이유는 비메모리 반도체의 기능과 구조가 메모리보다 복잡하고 패키징과 테스트 공정이 메모리 반도체 보다 복잡해 높은 공정 비용 부가가 가능하기 때문

- 테스트는 크게 전공정을 거친 웨이퍼가 넘어왔을 때 웨이퍼를 테스트하는 Probe test와 패키징 이후 완성된 제품의 테스트인 Final test를 거치게 된다.

서버용이 고사양 , 대면적

서버용 FC-BGA 가 더욱 대면적이고 더욱 복잡하며 I/O 가 많다

층수면에서 노트북용이 10층이라면, 서버용은 16~18층이다 . 면적의 경우 노트북용이 대략 37x37 ㎜라면 , 서버용은 50x50 ㎜ , 60x60 ㎜ 수준이다 PC 용은 박판이고 , 서버용은 후판이다

물론 서버가 노트북보다 공간 제약이 덜하기 때문에 대면적 후판에 관대하다. 또한 Intel 은 서버 CPU 의 경우 현장 업그레이드를 위해 소켓을 사용하는데 이 소켓이 대면적의 원인이 된다. 이전 버전과의 호환성을 고려해야 하기 때문에 작은 패키지로 이동하기 어렵다. 이로 인해 서버용 FC-BGA 의 판가가 PC 용에 비해 평균 2~3 배 비싸고 , 서버용 FC-BGA 의 생산능력 잠식효과가 매우 크다

앞서 언급한 Intel 의 Xeon 서버 CPU 패키지 를 구체적으로 살펴보면 크기가 노트북 CPU 패키지보다 3배 이상 크다 Intel 은 서버 CPU 제품에 PoINT (Patch on Interposer) 패키 지 기술을 채용했다. 이름에서 보듯이 인터포저 위에 패치를 붙이는 방식이다 즉 ① 먼저 CPU 를 작고 밀도가 높은 패치 위에 실장하고 , ② 이 패치를 다시 더 크고 , 밀도가 낮은 인터포저 위에 실장한다 패치와 인터포저 모두 FC-BGA 기판이다