홈 > Cover Story 이 기사의 입력시간 : 2017-11-30 (목) 10:39:44
2017年 SMT시장 REVIEW(3D AOI 검사기 편)
3D AOI 업계, 하이엔드 시장에서의 ‘총력전’ 예상
2017-12  글 : 박성호 기자 / reporter@sgmedia.co.kr
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내년 시장활성화 예상, 高사양 모델로 대응
심화된 가격경쟁, 보급형 모델 등장으로 가속화 될 듯


검사기 업체들은 올해 3D AOI 성장이 두드러진 한해였다고 말하고 있다. 국내 SMT경기침체 대규모의 설비투자건이 없었던 점은 아쉽지만, 검사기 구매를 고려한 대부분의 업체들은 3D AOI를 꼭 지정해 요청하고 있다면서 분위기만큼은 상당히 좋다고 전하고 있다. 3D AOI 보급기에 접어들면서 가격경쟁이 심화되고 있고 있으며, 이에 대응한 보급형 모델출시 계획을 잡고 있는 업체들도 다수 있어서 가격경쟁은 더욱 치열해질 것으로 관측된다. 현 시점에서 검사기 업체들은 반도체, 전장의 하이엔드 업종에 집중하고 있다. 내년도 설비투자를 위한 검증작업이 진행되고 있는 탓이 검사기 업체들도 많은 이야기를 하였다. 특히, 0201 부품, 5G, 자율주행과 관련한 이슈로 내년도 설비투자가 확실시 된다고 판단하고, 고레졸루션의 대응 설비를 적극 부각시키고 있다.
 

2017년 3D AOI 검사기 시장은 확연한 성장세를 보인 것으로 관측된다. 검사기 업체들은 공통적으로 3D AOI 수요가 눈에 두드러진 증가세를 보이고 있다고 말하고 있다. 3D 검사기 성능이 안정화 단계에 접어 들어섰고, 다년간 현장에서 검증작업을 거쳤기 때문이라고 분석했다. 생산라인에서 3D 검사기를 돌려봄으로써 안정성, 신뢰성을 확인하는 동시에 제조업체의 기술대응능력까지 점검하였고, 이를 통해 적용 가능성이 높다는 인식이 생산현장에서 빠르게 확산되고 있다고 풀이했다. A 업체 관계자는 “초기 3D AOI 성능을 의심하는 시선이 많았다. 그러나 검사기 업체들이 검사성능 안정화 작업을 성공적으로 이뤄내면서, 3D AOI가 2D보다 오히려 가성불량이 적고, 품질향상에 기여한다는 긍정적인 면이 부각되었다. 급성장의 큰 기반이 되었다”면서, “게다가 모바일, 전장, 반도체 업종에 초소형 부품장착, 부품 밀집도 상승 추세에 3D AOI가 큰 도움이 된다고 판단되었던 점도 시장 급성장에 큰 도움이 된 것 같다”고 덧붙였다. 여기에 B 업체 관계자는 또 다른 한 가지 요소를 추가하였다. 그는 “글로벌 대형 업체들의 생산라인 자동화 요구가 강해지고 있는 점도 3D AOI 성장에 크게 기여하고 있다”고 꼽았다.
검사기 시장이 3D AOI 중심으로 흘러가고, 실제로 급격하게 성장을 보이고 있지만 검사기 업체들은 불만 섞인 모습을 내보이고 있다. 글로벌적인 설비투자 붐이 나타나면서 해외시장은 선방했지만, 국내 투자가 많지 않았기 때문이다. 그래도 전체시장을 감안하면, 성공적인 한 해로 대부분 평가하고 있다. C 업체 관계자는 “국내 SMT경기가 위축된 탓에 설비투자가 급감했지만, 3D AOI 시장은 상대적으로 괜찮았다. 대량 투자보다는 소량 투자 건이 대부분이었다. 모바일, 전장 업종이 주를 이뤘는데, 이들 업종에서는 생산캐파 증대 목적보다는 기존 2D 검사기를 3D AOI로 전환하는 교체 목적이 컸다. 원청업체의 3D AOI 검사를 통한 생산품질 강화 요구가 늘어나면서 교체 시장이 조금 열리고 있다. 더불어 생산자동화, 인건비 절감을 위한 수요도 많았다”고 말했다.

베트남 지역을 포함한 국내 전체 SMT 설비투자 곡선이 변곡점을 지난 하향 곡선을 그리고 있다고 업계에서는 말하고 있다. 年初 스마폰향 OLED 물종의 3D AOI 검사기 투입으로 SMT업종에서의 확대를 조심스럽게 기대하기도 했지만, 스팟성 투자로 마무리 되었다. 모바일 업종의 설비특수가 이제는 희미해져 가고 있다. 이전과 달리 스마트폰 신규 모델출시에 따른 대규모의 설비투자를 기대하기 어렵게 되었다. 베트남 지역의 모바일 관련 임가공 업체들의 라인가동율이 올라가기는 했지만 신규 증설을 감행할 수준은 아니고, 아직도 잉여라인들이 존재하고 있다. 임가공 업체들은 생산캐파 확대에 있어서 이전과 다른 자세를 취하고 있다. 전체 라인증설 투자보다는 일부 설비 교체만으로 목적을 달성하려고 하고 있다. 생산성이 높은 최신형 마운터로 교체하고 있으며, 생산품질 향상을 위한 검사기만을 교체하고 있다. 따라서 라인증설 투자가 많지 않을 것으로 설비업체들은 전망했다. B 업체 관계자는 “앞으로의 설비투자 추세는 생산제품의 제조 난이도 상승을 대응하기 위한 일부라인의 투자가 있을 수 있으나, 생산물량 증대 목적의 투자를 기대하기란 이제는 어렵다”고 말했다.
한편, 3D AOI 가격경쟁이 심화되고 있다. E 업체 관계자는 “올해 국내 임가공업체들은 중고 검사기를 구입하는 사례도 많았고, 가격이 낮은 검사기들을 선호하고 있다. 차별화된 성능/기능을 인정한 가격대를 형성했던 초창기 시장과는 다르게 가격중심으로 흘러가고 있다”고 전했다. A 업체 관계자는 “검사기 시장 자체 트렌드는 3D AOI가 확실하다. 그런데 3D 검사기 보급기에 접어들면서 자연스럽게 2D AOI와 같이 업종/가격에 따른 고가형 시장과 저가형 시장으로 나뉘는 양상이 뚜렷해지고 있다”면서, “3D AOI가 꼭 필요한 모바일, 전장, 통신 보드 업종은 성능을 우선시하고 있고, 일반 가전, 소형 임가공 업체들은 가격을 중시하는 경향이 강하게 나오고 있다”고 말했다.
3D AOI 시장의 트렌드 변화로 검사기 업체들마다 보급형 모델 출시를 계획하고 있다. 가격별, 업종별에 따른 3D AOI 시장 양분화 현상은 더욱 뚜렷해 질 것으로 예측된다.

3D 검사기 업체, 반도체 & 전장 업종에 집중

찬바람이 서서히 불기 시작하면서 내년도 설비투자 이야기가 나오고 있다. 올해 검사기에 인색했던 반도체 패키징, 전장 업체들이 내년도 생산물종을 겨냥한 3D AOI 설비검증 작업을 진행하고 있다. 대부분의 검사기 업체들이 하이엔드 업체들의 요구사항을 최우선으로 충족시키면서 이들의 행보를 주시하고 있다. 패키징 업체들은 0201 부품 관련 검사항목을 중점적으로 체크하고 있다. 일반적으로 초소형 부품이 등장한 이후 반도체 패키징업체들로부터의 대응 설비요구는 2~3년이 지난 시점에서 구체화된다. 이러한 패턴을 감안하면 내년도부터 0201 부품 대응하는 설비요구가 강할 것으로 기대하고 있다. 검사기 업계에 따르면, 패키징 업체들은 0201 부품의 미세들뜸, 칩크랙, 다이크랙 검출에 중점을 둔 성능테스트를 실시하였고, 현재는 어느 정도 마무리단계에 접어든 것으로 파악된다. 초소형 부품검사와 더불어, 양산라인 투입이야기까지 나오고 있다. 메모리모듈 라인을 제외하고는 패키징 양산라인에 3D AOI가 적용되지 않았다. 그 동안 2D AOI를 사용했던 모바일, 전장용 라인을 3D AOI로 교체한다는 이야기가 조금씩 나오고 있다.
국내 통신사들은 2018년 2월 평창동계올림픽에서 5G 네트워크를 세계 최초로 시범 서비스하고, 이를 기점으로 확대해 나갈 계획을 천명했다. 통신사의 5G 서비스를 강력하게 드라이브하고 있어서 5G 통신용 보드의 수요증대가 예상된다. 통신 속도가 상당히 빠른 5G 보드에는 초소형의 통신모뎀칩과 RF 칩이 장착되고 0201 부품 장착도 예상되고 있다.
현재 글로벌 통신 원청업체에서 검사스펙을 하향치로 가져가고 있다. 여기에 높은 생산수율까지 요청하고 있다. 고객사의 검사스펙을 맞추려면 고성능의 고속 검사기 요구가 커지고 있다.
전장 업종에서는 필렛 검사기능에 초점을 두고 진행하고 있다. 전장 업종의 경우, 현재 0603, 0402 부품이 가장 적은 사이즈이다. 그런데 자율주행, 초고속 네트워크인 5G 기반 V2X(Vehicle to Everything, 차량통신기술) 등을 실현하기 위해 통신보드 상의 칩간의 간격이 줄어들고 있는 추세이다. 실제 양산을 목표로 0.5mm 간격의 IC 사이에 메모리가 장착된 보드를 테스트하고 있다. 전장 업체의 필렛 검사성능을 강력하게 요구하고 있다. 자율주행 자동차에 들어가는 통신용 보드에서의 문제를 최소화하려는 의도가 크다. 아주 높은 수준으로 테스트를 진행하고 있다. 필렛 형상이 다양하게 나오는 특성이 있고, 필렛에 조사하여 반사되는 빛의 각도가  제각각이기 때문에 3D 검사기 업체에게는 상당히 까다로운 항목 중 하나이다. 하드웨어 구조 변경, 소프트웨어 강화라는 일련의 작업을 진행해 많은 부분에서 검출력이 높아졌지만, 100% 완벽하게 정복하지는 못하고 있다. 이러한 상황에서 전장 업체에서는 실측에 가까운 3D 구현을 기반으로 한 검사를 요구하고 있어서 검사기 업체의 R&D연구실은 상당히 바쁜 나날을 보내고 있다. 한편, 한 업체 관계자는 필렛 검사에 대한 검사기의 한계를 인정하면서, 이를 극복하기 위해서는 생산작업자의 노하우가 중요하다고 말했다. 그는 “각양각색의 필렛 형상에 빛이 들어가지 않는 영역이 존재하는데 이러한 부분까지 3D 구현을 요구한다면, 이는 소프트웨어의 편법에 의존할 수밖에 없다”면서, “좋은 형상의 필렛을 구현하기 위해서는 작업자가 오프셋 값을 정확히 맞추는 방법 밖에 없다. 작업자의 경험, 노하우가 중요하다. 작업자의 숙련도가 중요하다. 장비에서 해결할 수 있는 테크놀로지가 아니라고 생각한다”고 말했다.
반도체 하이엔드 업종의 3D AOI 요구가 본격화될 조짐이 나오면서 검사기 업체들은 해당 시장을 겨냥한 고레졸루션의 모델을 내세우고 있다. 고레졸루션 버전은 2~3년 전에 선보였던 설비로 검출력, 검사속도의 안정화 작업을 진행해 왔다. 최근 하이엔드 버전은 7미크론 레졸루션급이 대부분이다. 반도체 패키징 업체들은 0201 부품에 이어 이보다 더 작은 마이크로LED까지 염두에 두고 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 움직임에 대응하기 위해서는 7미크론 이하로 내려가야 한다. 검사기 업체들은 현재 내년 중하반기 경에 0201 부품 검사기 수요가 구체화될 것으로 전망하고 대응 전략을 모색하고 있다.

내년도 3D AOI 시장 활성화될까?

검사기 업체들은 내년도 SMT설비투자 분위기가 비슷할 것으로 예상하고 있다. 현 수준에서 보면 부정적인 견해가 주를 이루고 있지만, 긍정 요인도 존재하고 있어서 조심스럽게 내년도 시장을 기대하는 모습이다. 우선, 반도체 패키징 업종의 설비투자는 거의 확실시 여겨지고 있다. 전장 업종도 꾸준한 수요가 나올 것으로 보고 있다.
문제는 SMT설비투자인데, 대규모 투자가 없을 것 같지만 기대되는 투자건이 있기는 하다. 국내 대기업의 해외공장수립과 물량증대를 꾀한 투자가 내년도에 집행될 것으로 예정되어 있다. 전체라인증설이 될지 아니면 부분 투자일지는 아직 결정되지 않았지만 3D AOI 투자는 확실해지는 분위기가 조성되어 있다는 점을 들어 검사기 업체들은 긍정적으로 바라보고 있다.
삼성전자의 인도 공장증설에 따른 설비투자가 대표적이다. 삼성전자는 인도시장을 겨냥한 모바일, 가전생산라인 구축을 발표했고, 내년에 구체화될 것으로 설비업체들은 예상하고 있다. 여기에 LG전자도 애플 물량용 모바일라인과 더불어 전장라인의 강화가 점쳐지고 있어서 2018년도는 올해보다 설비투자가 활성화될 것이라는 게 중론이다. 여기에 반도체, 전장 업체들까지 더해지는 상황이다. 특히, 3D 검사기 업체들은 크게 기대하고 있다.

3D 기반 기술의 틈새시장 찾기 활발
검사기 업체들은 경쟁심화를 피할 수 있는 특화된 틈새시장을 찾고 있다. 그 중 한 곳이 이형부품 검사기이다. 이형부품 실장 검사는 현재 2D 검사기 영역으로 알려져 있었다. 그런데 전장업체의 생산품질 강화가 꾸준히 진행되면서 이형부품 높이 체크를 통한 생산품질 향상을 꾀하려는 움직임이 나오고 있다. 3D AOI 업체들은 수삽/자삽 이형부품 검사용의 설비를 선보이고 있다. 이전 무선, 전장 등에서는 정형화된 부품들 장착에 대한 검사기 요구가 주를 이뤘다. 최근에는 이형부품 실장 공정에서의 요구도 조금씩 확대되고 있다고 판단하고 대응 모델을 출시하고 있다. 이형부품 실장 공정에서는 일반 SMT공정과 다른 검사항목 요구가 많다고 이야기하고 있다. 기존에는 수삽에 들어가는 이형부품들의 하부면의 솔더링 상태를 주로 검사했는데, 이제는 윗단에 대한 검사요구도 나오고 있다. 많이 휘어져 있고, 손으로 작업하기 때문에 나올 수 있는 불량을 검사하고자 한다. 더불어, 하부면 검사공정 강화를 위한 3D 요구도 나오고 있다. 이와 관련해 장착 핀, 솔더링 검사, 이물 검사 등의 기능 등을 요청하고 있다. 기존 목시 검사를 했던 영역을 생산품질 안정화와 인건비 절감 실현을 위한 목소리가 높아지고 있다.

검사기 플랫폼 공통화 추세
모든 3D AOI 업체들은 3D SPI도 동반 공급하고 있다. 그래서 모든 업체들은 설비의 활용도를 높이는 유연성 작업속도를 내고 있다. 즉, 하나의 플랫폼에 메인 헤드 교체만으로 3D SPI 혹은 3D AOI로 사용할 수 있는 플랫폼 단일화를 구현하였거나 늦어도 올해 말까지 마무리 짓는다는 계획이다. 한 업체는 동일한 하드웨어 구조에서 적용 프로그램 변경만으로도 용도 변경이 가능하도록 제작하기도 했다.

 

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