IT 부품 Monitoring Report 08-20 패키징(Packaging) 산업동향과시사점 2008년 9월 - 1 -
패키징 (Packaging) 산업동향과시사점 1. 패키징(Packaging) 산업정의및특성 적용영역에따라다양한패키징형태공존 패키징 ( 테스트포함 ) 은반도체제조과정중후공정에속하는산업으로, 칩에전기적인 연결을해주고, 형상을갖게해주는공정을말함 외부의충격에견디도록밀봉포장하여물리적인기능과 - 반도체패키징은반도체칩(chip) 을각종기판 (Substrate; Lead Frame, Package Substrate 등) 과연결하는단계와기판과 Main Board 를연결하는단계의두가지 단계로구성되며적용영역에따라다양한패키징형태가공존 기판 ( Substrate) 와메인보드 (Main Board) 를연결하는단계는엄밀한의미에서의 패키징이라기보다는 Assembly 공정으로정의하나광의의패키징범위에포함되기도함 전자제품의경박단소화, 다기능화추세에맞춰반도체패키징도소형화및고집적화추세로기술개발이이루지고있으며, 반도체칩과유사한크기의패키징인 CSP(Chip Scale Package), 여러개의능동소자와수동소자를하나의패키징안에집적화하는 SIP(System In Package) 등은이미상용화되고있음 그림 1 반도체가치사슬구조및패키징 Roadmap < 자료> 정보통신정책연구원 (2007), 대덕전자 (2007) - 1 -
Monitoring Report 08-20 최단납기, 최고의품질관리를통한부가가치창출 반도체패키징산업은 IDM( 종합반도체 ) 업체/ Fabless업체로부터수주를받아납품 하는사업구조형태 각패키징별제조설비및공정보유여부, 공정및설비기술대응능력, 주문에 따른최단납기대응능력, 엄격한품질관리능력및원가수준등이패키징 업체의경쟁력을결정짓는주요요소로작용 또한패키징조립과정은고가의시설과기술, 그리고각공정마다엄격한 품질관리를필요로하며패키징의문제가발생시에는셋트제품까지문제가 발생되는중요한산업으로최고의품질이요구됨 최근모바일기기및정보기기시장의다양화로패키징형태는더욱더소형화, 복합화, 다양화되면서현재는 CSP 및 MCP, SIP 형태로진전되어과거노동집약적 산업에서벗어나복합기능을부여하여부가가치를높이는산업으로서역할을하고있음 장치산업, 기술집약적산업, IDM( 종합반도체 )/ Fabless/Foundry업체와의협력관계가필수조건 대규모설비투자가요구되는장치산업 - 산업의특성상초정밀작업을수행할수있는설비를보유하고있어야하며, 양산체제를통한규모의경제를시현하기위해서대규모의설비투자가필수적 - 전방산업인반도체제조업과최종응용제품의급속한기술발전으로인해 지속적인설비투자가요구되는전형적인장치산업 기술의난이도가높은기술집약적산업 - 제품의특성상초정밀(50 마이크로 ) 까지관리하는기술이소요되는산업으로 우수한기술인력에의한소재기술, 장비운용기술, 다양한경험에의한 품질관리기술등수많은기술을필요로하는기술집약적산업 - 2 -
패키징 (Packaging) 산업동향과시사점 IDM( 종합반도체)/Fabless/Foundry업체와의협력관계가필수조건인산업 - 해외글로벌패키징업체의경우시스템반도체제품에대한패키징비중이 높은편이며, Fabless와 Foundry 로반도체산업구조가분업화되어패키징 시장이독립적으로형성되어대규모 IDM( 종합반도체) 업체, Fabless 업체, Foundry 업체와의협력관계가필수조건으로작용함 국내반도체시장은종합반도체업체들중심으로메모리위주의시장이형성 되어있기때문에국내패키징산업의경우종합반도체업체의외주생산 계획에많은영향을받음 표 1 반도체제조형태에따른분류 구분특징 주요업체 IDM Packaging Foundry Fabless o 기획 /R&D/ 설계 / 생산 / 판매등을일괄수행 o 대규모 R&D 및설비투자필요 o 가공된 Wafer 의 Assembly/Test 전문회사 o 축적된경험및거래선확보필요 o Wafer 의가공만을전문적으로수행 o 전문수탁생산회사 ( 고부가비메모리위주 ) o 설계기술만보유하고위탁생산판매 o 높은기술, 인력인프라요구 삼성전자, 하이닉스, Intel, Micron, Toshiba 등 하나마이크론, STS 반도체, 세미텍, ASE, Amkor, SPIL, 스테츠칩팩, 등 동부하이텍, TSMC, UMC, SMIC 등 텔레칩스, 코아로직, 엠텍비젼, Qualcomm, Xilinx, EMLSI 등 2. 패키징(Packaging) 산업시장현황 연평균 9.8% 의안정적성장 가트너에의하면전세계패키징 ( 테스트포함 ) 시장규모가 2008 년 231억달러에서 연평균 9.8% 의안정적인성장률을보여, 2012년에는 336억달러에이를 것으로전망 - 3 -
Monitoring Report 08-20 전세계패키징 ( 테스트포함 ) 업체는대만 (44%), 싱가포르 (12%), 말레이시아 (5%), 일본 (4%), 중국(5%), 한국(1%) 등을포함한아시아 / 태평양지역의업체들이주도하고있으며 적용 Application 시장은통신관련제품이 33%, 컴퓨터관련제품 33%, 가전관련제품이 25% 를차지함 표 2 전세계패키징 ( 테스트포함 ) 시장규모 ( 단위 : 억달러 ) 400 억달러 350 300 250 200 150 100 50 0 2005 년 2006 년 2007 년 2008 년 2009 년 2010 년 2011 년 2012 년 시스템반도체산업중심및고부가가치제품위주로성장 반도체패키징업체는 IO count가많은 High Tech 제품( 일반적으로시스템 반도체 ) 의성장은연평균 10% 이상증가하고있으나, IO count 가적은 Low-end 제품( 일반적으로메모리반도체) 은 5% 미만으로성장이예상됨 이처럼세계패키징시장은시스템반도체의발전과연동되어성장하며, 고부가가치제품( 시스템반도체) - 위주로기술과시장이변화되고있음 IO count 가많은시스템반도체제품생산증가로인해 Board) 를사용하는 PGA/BGA/CSP 제품과 제품들의생산수량은증가할것으로예상 PCB(Printed Circuit 차세대패키징기술인 WLP/DCA - 반면, Lead Frame기반의제품생산수량은점차줄어들것으로예상 - 4 -
패키징 (Packaging) 산업동향과시사점 그림 2 전세계패키징전문업체생산 / 매출비율변화 < 자료> : Electronic Trend Publications(ETP,2008) 및동부증권 (2008) 재수정 Top 5 패키징업체의시장집중화현상, 전체시장의 50% 이상 세계패키징산업시장은 매출비중이 Top 5(ASE, Amkor, SPIL, Stats-ChipPAC) 업체의 52.4% 를차지하고있으며, 이들업체는월등한기술력과규모의 경제를바탕으로패키징기술의발전과함께산업을선도하고있음 세계적으로패키징시장은상위 10 개업체(63% 시장점유) 에의한과점체제가 구축되어있으며, 반도체패키징수요업체의전환비용과 신규업체의진입장벽이비교적높은편 Risk 요인으로인해 업체별로는미국의 AmKor가 24.4 억달러의매출을기록, 15.3% 의시장점 유율을기록, 부동의 1 위를기록하였고, 대만의 ASE가 24.1 억달러, 15.2% 의비중으로 2위를차지한것으로나타남 - 대만의 SPIL가 17.9 억달러, 11.3% 로 3 위, 싱가포르의 STATSChipPAC과 UTAC이각각 12.7 억(8.3% 시장점유) 달러, 4.2 억(2.7% 시장점유) 달러로 각각 4위와 5위를차지 - 우리나라의하나마이크론은 1.78 억달러매출, 1% 의시장점유율을기록하며 15 위를기록하였으며, 시그네틱스는 1.76억달러매출 1% 의시장을점유 하며 16위를기록 - 5 -
Monitoring Report 08-20 표 3 전세계업태별반도체업체순위 순위 반도체업체 Fabless 업체 Foundry 업체 Package(Assembly) 업체 Test 업체 1 Intel Qualcomm TSMC Amkor Technology ASE 2 Samsung Broadcom UMC ASE STATS ChipPAC 3 TI nvidia SMIC SPIL King Yuan Electronics 4 Toshiba Marvell Technology Group Chartered STATS ChipPAC ChipMOS Technologies 5 ST Micro MediaTek Vanguard UTAC UTAC 6 Hynix Xilinx X Fab Powertech Technology Powertech Technology 7 Sony LSI Dongb HiTek ChipMOS Technologies Amkor Technology 8 Renesas Altera HHNEC( 중국 ) Shinko Electric SPIL 9 Infineon Novatek Altis Semiconductor Carsem Semiconductor Walton Advanced Engineering 10 AMD Himax Technologies He Jian Technologies Unisem Ardentec < 자료> isuppli(2008), Gartner(2008) 3. 국내패키징(Packaging) 산업현황 국내패키징산업모태외국기업과의기술제휴 반도체패키징산업은 1965년에미국의고미그룹이국내에합작투자회사를 설립하여최초로트랜지스터를조립생산하는것으로시작 - 이후페어차일드, 모토로라, 시그네틱스등여러외국기업들이숙련되고 저렴한인건비를이용하기위하여패키징, 임가공수출하는형태로시작 1970 년대부터아남반도체( 현 AMKOR) 가외국기업과의기술제휴를통해 - 반도체조립생산체제를구축하게되었으며 1980년대초반부터는삼성전자가일괄공정의생산기반을구축하여전방 산업인반도체소자산업의발전과정과맥락을같이하여패키징산업도성장 - 6 -
패키징 (Packaging) 산업동향과시사점 메모리반도체산업중심의시장형성 국내반도체산업의메모리위주의편중현상을보이고있기때문에메모리 중심의패키징시장이형성되고있으며, 국내패키징시장은 80% 이상을해외 법인에의존 - 국내의 High-End 시스템반도체패키징은글로벌 Top 업체의국내법인 (ASE Korea, Amkor Korea 등) 이담당 시그네틱스, 하나마이크론, STS 반도체, 세미텍등의업체가상장되어있으나 대부분삼성전자와하이닉스의메모리반도체에대한 담당하는외주물량및 Low-end Back end 급의시스템반도체패키징을주로담당 가공을 표 3 국내주요패키징주요업체현황 2007년 2006년 2005년 금액( 억원) 점유율 (%) 금액( 억원) 점유율 (%) 금액( 억원) 점유율 (%) AMKOR 6,822 30.5 6,830 32.0 5,654 33.4 StatsChipPac 5,753 25.8 5,428 25.4 4,036 23.9 ASE 3,566 16.0 3,850 18.0 3,116 18.4 시그네틱스 1,679 7.5 1,537 7.2 1,426 8.4 STS 2,127 9.5 1,775 8.3 1,195 7.1 하나마이크론 1,637 7.3 1,440 6.8 1,166 6.9 세미텍 754 3.4 500 2.3 326 1.9 7개사합계 22,338 100 21,360 100 16,919 100 < 자료> : 각사별매출현황재수정, 최근반도체제조업체가고정비부담을완화하기위해패키징의외주화비중을높이는추세에있기때문에, 국내패키징시장의규모도지속적으로성장할것으로전망 - 7 -
Monitoring Report 08-20 메모리반도체업체의자체패키징비중이높은경향 1 2 패키징외주처리에따른기술유출가능성 - 시스템반도체의경우다품종소량생산의경향이높은반면, 메모리반도체는소 품종대량생산의특성이강함 - 따라서시스템반도체의경우패키징외주에따른기술유출의심각성이상대적으로 작지만, 메모리반도체의경우는반도체디자인이나원가절감의 know how 유출에 따른피해가예상 메모리반도체의경우 commodity적성격이강함 - 자체패키징라인을보유할경우에도효율성이보장되어메모리반도체업체는대 부분자체패키징을수행하고있는반면, 비메모리업체는외주가공비중이높음 원가경쟁력확보및기술적한계극복의대안기술로부각 최근반도체메모리가소요되는응용제품군이확장되고응용제품자체가고도화되면서설계및웨이퍼생산단계에서현재기술수준으로생산할수없는제품을패키징방식을통해구현하는등패키징자체가전공정의기술한계를극복하는대안으로부각되고있음 이처럼패키징산업은원가경쟁력확보및기술적인한계를극복할수있는대안으로서반도체산업성장의핵심적인기반산업으로부각 - 국내주요패키징업체인 Amkor, StatsChipPac, ASE 코리아, 하나마이크론, STS반도체 등도반도체소자업체와의유기적인관계를유지하며신패키징 개발에노력을기울이고있음 - 8 -
패키징 (Packaging) 산업동향과시사점 4. 결론및시사점 시스템반도체산업발전과연동된고부가가치제품중심으로성장 세계반도체시장은메모리/ 시스템반도체로구분되며, 시스템반도체산업은 세계시장대부분( 약 80%) 를차지하고있으며, 그규모가지속적으로확대 되는추세 - 시스템반도체산업은메모리산업보다 4배큰시장을갖고있는고부 가가치산업이나국내기반은매우취약 국내시장은메모리반도체 ( 삼성전자, 하이닉스중심) 관련산업이활성화되어 있으며, 전세계비메모리분야에서국내업체들의비율은 5% 로경쟁력은미흡한수준 세계패키징시장은시스템반도체의발전과연동되어성장하며, 고부가가치 제품( 시스템반도체) 위주로기술과시장이변화되고있음 - 반도체패키징업체는 IO count 가많은 High Tech 제품( 일반적으로시스템 반도체 ) 매출액및생산수량은연평균 10% 이상증가하고있으나, IO count 가 적은 Low-end 제품( 일반적으로메모리반도체) 은 5% 미만으로성장 시스템반도체산업공정분야 Fabless/Foundry/Packag(Test) 로 전문화 / 분업화추세 세계시장은메모리반도체업체의외주증가추세는둔화되고비메모리 공정분야가빠르게 Fabless/Foundry/Packag(Test) 로 전문화/ 분업화되는추세 - 비교적단순한메모리반도체의패키징은반도체제조회사에서직접패키징 공정을진행하고, 기술적인어려움이있는시스템반도체분야를중심으로 패키징업체들에대한의존도가증가하는것이향후반도체패키징시장의 트랜드가될것으로예상 - 9 -
Monitoring Report 08-20 시장확장을위한시스템반도체분야의 High-end 기술력확보필요 세계패키징산업은시스템반도체산업중심및고부가가치제품위주로 성장하고있어 - 국내패키징업체들은메모리반도체에대한 Back end 가공을탈피한 High-End 제품에대한패키징기술력을확보해야 하며향후시장활성화를 위해서국내비메모리 Fabless 업체의지속적인 성장과규모확대가중요 - 또한국내패키징업체의경쟁력제고를위해서원천기술및 IP 확보능력과효과적인마케팅활동과더불어효율적인네트워크구축에대한지원도필요 - 10 -
패키징 (Packaging) 산업동향과시사점 별첨 주요패키징공정 패키징공정 공정내용 기판 (PCB & Lead Frame) 기판은 Chip 의아랫부분을보호하고 Mother Board 와연결시켜줌 웨이퍼백그라인딩 (wafer back-grinding) 웨이퍼쏘우 (wafer sawing) Wafer 를원하는두께로갈아내는공정 웨이퍼상에서반도체칩을하나하나분리시키는과정 칩어태치 (chip attachment) 상호연결 (interconnection) wire bonding & flipchip 인캡슐레이션 (encapsulation) 반도체칩을기판에붙이는과정 반도체칩과기판의전기적연결과정으로신호전달속도증가와 IO count 증가가가능한플립칩공정이와이어본딩공정을대체하고있는추세 칩보호를위해칩의윗면과옆면을둘러싸는과정 마킹 (marking) 트림 (trim) 포밍 (forming) 싱귤레이션 (Singulation) 표면처리 (Lead Finish) 제품정보를패키징의윗면에새기는공정 L/F 자재의 Lead 부분가공하는공정으로일반적으로리드프레임을사용하는공정에서주로사용하는용어로, 디바 (debar) 라고도함 조립된패키징의외형규격을만드는공정으로주로리드프레임으로만들어진제품에외부리드의형태를 JEDEC 규격에맞추어결정시켜주는공정 기판을자르는공정으로리드프레임이나 PCB 같은스트립상에붙어있는패키징들을하나하나각각의별화된패키징으로나누는공정 L/F 의보호를위해도금하는공정 솔더볼어태치 (solder ball attach) PCB 기판밑에 Mother Board 와의연결을위해 Ball 을붙이는공정 < 자료> : 동부증권 (2008) - 11 -
Monitoring Report 08-20 IT부품 Monitoring Report" 는정보통신연구진흥원정보서비스단통계분석팀에서수행하는 IT 부품소재 수급/ 동향모니터링연구 사업결과의일부로산출된것입니다. 사업책임자 : 과제책임자 : 참여연구원 : 이효은 강회일 홍승표, 정해식, 김현중, 김진희, 조근희, 정지범, 이승민 본자료의내용을전제할수없으며, 바랍니다. 인용할경우그출처를반드시명시하여주시기 - 정보서비스단통계분석팀 대전광역시유성구화암동 58-4 번지전화 : (042) 710-1391/1393, 팩스 : (042) 710-1379