강력한 이형대응력 & 고성능의 설비 위주로 형성
다양한 SMART Factory 구현 솔루션 부각

2016년 SMT 경기가 만만치 않았다. 시장 활성화 원동력을 찾기가 쉽지 않았다. 칩마운터 입장에서는 그나마 위안을 삼을 수 있는 업종이 조금씩이나마 존재했지만 그래도 지난해보다 전체 시장이 줄어든 느낌을 떨칠 수 없다. 마운터 업체들은 IT기술이 접목된 커넥티드-카, 새로운 패키징 공정 전환에 따른 수요를 예상하고 있다. 이들 시장이 고급형 실장기가 요구되고 현재보다는 앞선 시장이라는 점 때문에 일부 업체에서만 시장을 두드리고 있다. 전장 업종 집중과 더불어 스마트팩토리 구현 솔루션 향상에 집중하고 있으며, 실장에 필요한 부수적인 모듈 및 설비의 자동화도 동반하여 개발하고 있다. 일반 가전 업종의 침체가 기정사실화된 현재 마운터 업체들은 가장 잘할 수 있는 영역에 집중해 경쟁력을 높이고 있다.

연초 2016년 전반적인 SMT 경기는 지난해 수준으로 흘러갈 것이라는 관측이 빗나가지 않았다. 초반에 SMT 업종의 물동량이 조금씩 나왔지만 예전만큼 그 규모가 많지 않았다. 물동량 관점에서 보면 글로벌 경기 침체로 인한 디스플레이, 휴대전화 업종의 활성화 조짐이 보이지 않았다. 디스플레이 업종의 설비투자 연기라는 나쁜 소식은 꾸준하게 들려왔다. 중국의 디스플레이 굴기(屈起) 혜택을 입은 거대 중국업체의 등장으로 공급과잉과 패널가격 하락 예상이 적중하였다. 해당 업종의 불안정한 산업경기 탓에 국내의 관련 업체들도 설비투자에서 한 발 비껴나서 시장상황을 주시하는 모습을 보였다. 더불어 SMT 산업계의 큰 축인 스마트폰 업종에서도 대대적인 성장을 기록하지 못했다. 스마트폰 글로벌 양대 업체가 프리미엄 신규 모델을 출시했지만 성숙기에 접어든 최종 시장 탓에 이전처럼 큰 붐을 일으키지 못했다. 이러한 현상을 어느 정도 예견한 협력업체들은 생산량 증대 목적의 설비투자에 소극적인 모습을 취했다. 물론 협력업체들의 투자가 전혀 없는 것은 아니었다. 최신형 스마트폰 모델向 라인 구성에 있어서는 적극적이었다. 카메라모듈, 파인피치, 미소칩 장착 그리고 QC 강화와 관련된 설비들의 투자가 이어졌다. 단지 이전의 ‘先 라인증설-後 생산물량 확보’에서 벗어나 ‘先 생산물량 확보-後 라인증설’로 바뀌었다. 막연한 기대심리로 라인증설해서 피해를 입은 경험들이 있어서 확실하게 돌다리를 두드린 후 걸어가고 있는 모양세를 취하고 있다. 이로 인해 확실하게 생산물량을 받은 일부 스마트폰 1차협력 중심으로 시장이 형성된 한 해였다.

칩마운터 업체들은 차세대 시장으로 자동차 전장 업종을 꼽고, 해당 시장의 추이를 예의주시하고 있다. 연내 수립된 설비투자 계획대로 집행하는 탓에 큰 변화 없이 흘러온 업종이지만, 최근 IT업체와 손을 잡은 자동차 업체들이 커넥티드-카, 스마트-카 등에 집중하고 있으며, 해마다 향상된 완성품을 선보이고 있어서 이와 관련한 설비투자가 나올 것으로 전망하고 있다. 스마트-카를 제작하기 위한 전장보드의 적용이 늘어나고 있는 추세로, 성장 가능성을 매우 높게 보고 있다. 자동차 산업이 강세를 보이고 있는 미주, 유럽 지역을 중심으로 진행될 것으로 전망되고 있다.

반도체 패키징 업종은 지난해보다 조금 나아진 모습이었지만 연초의 좋은 분위기가 연말까지 이어지지는 못했다. 원청 업체의 생산물량 확보를 위해 선도적인 투자계획을 알렸지만, 예상보다 적은 수준이었고, 그 물량마저도 해외공장에서 생산하는 통에 계획과는 전혀 다른 현상이 나타났다.

한편, 칩마운터의 ‘고속화’, ‘유연화’ 성장은 올해도 이어지고 있다. 이형부품 대응력을 높이면서 실 생산성이 떨어지지 않는 부분에 중점을 두고 향상되고 있다.

고급성능의 SiP 마운터 시장 기대

전장용 마운터 시장 이외에도 칩마운터 업체들은 반도체 업종을 예의주시하고 있다. 반도체 패키징 공정 변화에 주목하고 앞선 시장을 겨냥하고 있다. 특히, 현재 하이엔드 마운터 업체들은 SiP(System in Package)를 주목하고 있다. 조용했던 SiP 시장이 지난해 하반기부터 실제 구현을 위한 패키징 업체들의 움직임이 보였다.

SiP는 여러 블록을 개별적인 칩으로 구현한 후 수동 소자들까지 한꺼번에 단일 패키지에 결합시킨 하나의 완전한 시스템이다. 패키지 내부에 여러 개의 IC와 수동 소자가 실장되어 소형이면서 다기능을 요구하는 초소형 가전기기에 특화된 시스템이라고 여겨지고 있다. SiP는 개발 기간이 짧고, 비용이 저렴하며, 다품종 소량 생산이 용이하고, 수율이 높다는 장점 때문에 관심의 대상이 되었다. 특히, 초소형 디바이스의 다기능화 추세가 시간이 갈수록 더욱 강해지고 있어서 이에 대응하는 솔루션으로 SiP가 다시 급부상하고 있다. IoT, 전장, 휴대전화, 디스플레이, 웨어러블 디바이스 등에 적용되는 플립칩 SiP가 가격 및 물량 확보 측면에서 훨씬 유리하고 판단하고, 패키징 및 원청 업체들이 현실화 가능성을 타진하고 있다.

그 동안 SiP가 구체화되지 못한 이유가 여러 가지 있다. 일단 라인구성을 플립칩 본딩과 IC/수동소자 장착용 마운터로 구성해야만 한다. 초기투자비용이 부담스러울 수밖에 없다. 추가 물동량이 보증되지 않는 상황에서 모험을 걸기 쉽지 않았다.

패키징 생산라인에 SiP 전용 설비를 투입하기에 있어서 사용업체와 제공업체간의 기술적인 갭도 존재한다. 양질의 SiP를 구현하기 위해서는 아주 높은 장착정밀도의 설비가 요구된다. 패키징 업체에서는 기존 플립칩 수준인 5미크론급의 본딩과 장착정밀도의 마운터를 원하고 있다. 10미크론 급이 마운터의 최고 장착정밀도인 점을 감안하면 차이가 있다. 마운터 업체들은 고객들의 요구사항을 파악하기 위해 주기적으로 미팅을 갖고 있으며, 고객들과 친밀하게 기술적인 협력을 통해 고객들의 니즈를 최대한 적용 및 개발하는 적극적인 모습을 취하고 있다.

가전업종으로 확대 꾀하는 이형삽입실장기

칩마운터 업체들의 이형삽입기에 관한 관심이 높아진 점도 올해의 특색이다. 특히, 모든 중속기 업체들은 이 시장에 집중하고 있다. 구체적으로, SMT 공정의 뒷단에 있는 수삽 공정을 자동화로 대체하는 이형자삽기이다. 이와 관련한 시장은 지난해에도 큰 이슈였다. 일반 SMT 공정보다는 적용 이형부품의 범위가 큰 전장용을 중심으로 형성되어 있었다. 전장업종의 경우에는 품질 우선주의이기 때문에 고가의 자동화 장착설비들을 적용해 왔다. 그러나 단순 자동화 개념이 강했던 탓에 사용자의 여러 가지 요구사항을 충족시키는데 한계가 있었다. 반면, 마운터의 요소기술에 기반을 둔 이형자삽실장기는 마운터가 지닌 장착정도, 다양한 프로그램 구현이라는 확실한 장점을 보유하고 있다. 전장 업종에서의 이형자삽기가 성공적으로 진입할 수 있었던 큰 이유들이다.

까다로운 전장 업종의 고객들의 입맛을 맞춘 이형자삽기 공급업체들은 일반 SMT 공정의 수삽공정으로 시장 영역을 조금씩 확대해 나가고 있다. 현재 중국 수삽 자동화 시장은 큰 규모로 형성되어 있다고 업체들은 전하고 있다.

SMT용 자삽실장기 시장의 규모 성장을 위해서는 해결해야 되는 걸림돌이 남아 있다. 자삽실장기로 부품을 공급하는 현재의 방식으로는 공급하지 못하는 수삽 부품들이 있다. 부품들이 수삽 공정에 최적화된 구조로 설계 및 제작되었기 때문이다. 이들 수삽 부품에 맞는 이형자삽기 전용 공급방식이 제공되어야만 한다. 또한 기존 수삽 부품들도 자삽이 가능하도록 구조 변경이 있어야만 한다. 칩 제조업체와 임가공 업체 모두 긴밀한 협력이 있어야만 완전한 자삽 공정이 가능하다. 이러한 사항들 때문에 표준화 과정에서 시간이 걸리고 있다. 그런데 최근 해외 공장 중심으로 변화가 감지되고 있다. 인건비가 상승하고, 무인화 공장 트렌드로 이동하기 시작하면서 중국, 베트남, 동남아시아, 남미 지역에서 먼저 이슈가 되었다. 상승된 인건비를 자동화 설비로 대체하려는 움직임이 먼저 일어났다.

한편, 일반 마운터의 경우에는 미소 칩을 살짝 놓기 위한 기술이 핵심이지만, 이형삽입기의 경우에는 무거운 부품을 안정적으로 잡아야 하고, 부품이 들어갈 수 있도록 충분한 힘을 가하는 솔루션이 핵심이다. 더불어 제대로 삽입이 되었는지를 측정하는 검사기능도 우수해야 한다. 또한, 일반 마운터로 픽업하여 실장하는 것뿐만 아니라 공급장치에서부터 다양한 자동화 설비 및 모듈이 동반 적용되어야 하고, 설비내에 이력추적시스템 등을 다양한 시스템들이 접목되어야만 한다.

SMART Factory 솔루션 강화노력 집중

최근 산업계의 화두는 제조업의 혁신인 SMART Factory, Industry 4.0 구현이고, 모든 칩마운터 업체들은 이를 실현할 수 있는 시스템들을 내놓고 있다. 생산라인의 모든 설비 칩마운터, 스크리프린터, 검사기 등을 네트워크로 연결하여 통합적으로 관리하는 시스템을 제공하고 있다.

Industry 4.0 실현은 원재료, 설비, 시스템, 반제품 및 완제품, 작업자 등이 실시간으로 정보를 주고받아야 한다. 이를 위해 기존 산업 기술 위에 정보통신기술이나 사물인터넷이 적극적으로 활용되고 있다. 100% 완벽하게 스마트팩토리를 구현하는 설비 및 솔루션은 아쉽지만 현재 존재하지 않는다. 비단 SMT 업종에 국한되지 않고 전 산업계를 봐서도 최종적으로 실현하는 솔루션들을 마주하기 어렵다. 기술적인 한계, 대응 솔루션 부재, 생산현장의 인프라 등 여러 이유들이 있다.

현재 생산현장에서 실제 구현수준은 스마트팩토리의 하부단계라고 파악된다. 마운터 업체들의 이야기를 종합하면, 작업 오류 방지, 생산이력추적 등을 지원하여 MES(Manufacturing Execution System)를 구현하고, 더 나아가 전사적자원관리(ERP), 공급망관리(SCM) 시스템 등 다양한 상위 시스템과의 통합 및 연계시키고 있다. 여기에 추가적으로 고속기 업체들은 자동화된 모듈을 점차적으로 진화시키고 있다. 피더자동공급장치, 스마트피더, 오토피더 등의 부차적인 설비들의 자동화를 강화하고 있다.

또한 마운터 업체들은 설비 자체적으로 보정해서 장착하는 시스템 구현에 힘을 기울이고 있다. 현재는 3D SPI, 스크린프린터, 칩마운터들을 클로즈루프 시스템을 통한 인쇄 보정은 이제는 일반화되었다. 칩마운터 업체들은 클로즈포워드 시스템을 활용한 부품흡착 단계에서부터 보정할 수 있는 메커니즘을 적용하고 있다. 이상적인 부품 센터링 흡착을 할 수 있도록 프로그램을 강화하고 있다. 특히, 틀어지거나 혹은 이동된 장착 위치를 마운터가 자체적으로 인지하고 자동으로 개선해서 장착하는 알고리즘 향상에 집중하고 있다. 생산성 및 생산품질과 밀접한 부문인 만큼 모든 칩마운터 업체들이 개발에 매진하고 있다. 하지만 해결해야 할 부문들이 있다. 부품 쉬프트를 판단하는 신뢰성 높은 알고리즘 개발이 그것이다. 해당업체들은 빅데이터 활용을 해결책으로 보고 연구에 매진하고 있다.