생산성 증대 목적의 듀얼헤드 설비는 확산세  

 

 

 

 

 

전자산업계는 코로나19 팬데믹으로 힘든 2020년을 보냈다. 코로나19 팬데믹은 최종소비심리를 위축시켰고, 생산량 하락을 불러왔으며, 대규모의 신규 라인증설이 연기 및 중지로 연결되었고, 그로 인해 설비투자가 대폭 줄어들었다. 코로나19 팬데믹은 전자산업군의 희비를 엇갈리게 했다. 어떤 업종에게는 최악을 경험하게 했지만, 어떤 업종에서는 예상치 못한 반사이익을 누릴 수 있게 했다. 비대면 비즈니스 관련 산업군은 어려운 상황을 수월하게 헤쳐나갈 수 있었다. 재택 근무 및 온라인 교육 확대, 집콕 생활 장기화로 인해 비대면용 전자기기와 TV 수요가 늘어났다. 해당 가전제품과 필요한 카메라모듈, 통신칩, OLED/LED 디스플레이 업종에서는 설비투자에 인색하지 않았다.  

 

 

 지난해 하반기 SMT설비제조업계에서는 코로나19 바이러스에 의해 막혀 있던 투자 연기분이 올해에 재개될 것이라고 예상하면서 20212년 설비투자 활성화 의견이 주류를 이뤘다. 주요 고객사 및 임가공 업체에서도 동조하는 듯한 뉘앙스를 풍겼기에, 기정사실처럼 받아들여졌다. 부푼 기대를 안고 2021년을 맞이했지만 두드러진 움직임이 없었다. 

디스펜싱 시스템 제조 및 공급업체에서는 올해 시장을 비관적으로 바라보고 있다. SMT 설비 시장에서 가장 큰 비중을 차지하고 있는 휴대전화 업종의 대규모 투자 건을 찾아보기 어려워졌기 때문이다. A 업체 관계자는 “올해 휴대전화 업종에서 예상한 대규모의 라인증설 계획은 극소수에 불과할 것 같다. 대형 업체조차도 현재까지 구체적인 계획이 잡히지 않았다”고 설명한 후, “디스펜서 입장에서 지난해보다 더 힘든 한 해가 될 수도 있다”고 예상했다. 디스펜서 시장 침체 의견은 다른 업체에서도 나왔다. B 업체 관계자는 “국내 스마트폰 대형 업체는 지난해의 프리미엄 모델 판매저조를 만회하기 위해 다음 버전의 모델을 빠르게 발표하는 전략을 취하고 있는 듯한 인상을 받고 있다. 그런데 라인증설 측면에서는 투입비용 최소화 전략을 펼치고 있다”면서, “생산성 증대 및 생산품질 제고 목적의 설비 수요가 있겠지만, 예전에 비해 수량은 대폭 줄어들 것이며, 그마저도 신규 설비구매가 아니라 노후 설비 교체 및 개선에 중점을 두고 이뤄질 것 같다”고 휴대전화 업종의 분위기를 전했다. 여기에 글로벌 스마트폰 업체를 원청으로 두고 있는 국내 업체들의 투자도 기대하기 어렵다는 게 디스펜서 업체들의 입장이다. 스마트폰 카메라 수가 경쟁적으로 늘어남에 따라 카메라모듈 협력업체에서는 지난 2~3년 동안 꾸준하게 신규 모델향 라인을 구축해왔다. 올해는 분위기가 달라졌다. 구체적인 계획이 없는 것으로 디스펜서 업체에서는 파악하고 있다. 최근에 나오고 있는 설비는 차세대 모델향 공정 안정화 및 품질 테스트용의 설비만 소량으로 요구하고 있다고 덧붙였다. 

 

 

지난해 SMT생산설비 시장은 휴대전화, 전장 업종이 주춤한 반면, 통신네트워크, 디스플레이/가전 업종의 비중이 올라갔으며, 반도체 패키징 업종은 꾸준한 모습을 보였다. 

패키징 후공정 업체들은 지난해 SMT생산설비의 관심을 한 몸에 받았다. SiP 생산량 증대 목적의 라인증설을 꾸준히 진행한 탓이다. 지난해 형성된 투자 기조에 변함이 없을 것으로 예상된다. 연초에 발표된 여러 시장분석자료에서는, 패키징 후공정 업체의 시설투자 지속을 점쳤다. 올해 5G 스마트폰 시장의 본격적인 개화로 인해 관련 칩셋 물량 증가에 대응하기 위해 글로벌 OSAT 업체들은 대대적인 설비투자를 감행했는데, 이러한 움직임이 2024년까지 이어질 것으로 예측된다. 신영증권의 분석 자료에 따르면, 코로나-19의 영향으로 상반기 스마트폰 출하량은 감소하였으나, 전체 스마트폰 내 5G 비중은 지속 증가 중이며 이를 지원하는 5G 관련 모바일 칩셋 시장의 또한 성장하고 있다. 5G 도입으로 AP, Baseband 및 SiP뿐만 아니라 RF 칩셋과 AiP(Antenna in Package) 패키징 신규 도입되며 반도체 후공정 외주 업체의 투자가 증가세를 보였다. 보고서에서는, 2020년 상반기는 대만 OSAT 투자가 집중적으로 집행되었고, 하반기에는 국내 파운드리 물량 증가에 대응하기 위한 글로벌 OSAT의 국내 공장 대상의 투자를 예상했다. 디스펜서 업체들은 반도체 후공정의 분위기가 매력적이기는 하지만 설비수요 확대로 이어지지 않을 것으로 보고 있다. 해당 업체들의 특성상 생산 아이템에 승인된 설비만을 고수하고 있으며, 가능한 기존의 유휴 설비를 활용하는 경향이 짙다는 점을 이유로 들었다.  

 

지난해 미니 LED 관련 라인투자가 이슈를 끌었다. 해당 라인에 양산형 설비와 함께 대량의 디스펜서도 포함되었다. 국내 가전 대기업에서 미니 LED TV 시장확대를 겨냥해 전용 생산라인 구축에 집중하고 있어서 몇 년간 주요 시장으로의 성장이 예상된다. 미니 LED는 마이크로 LED, OLED TV로 전환하는 중간자 역할을 담당할 것으로 여겨져 향후 3~5년 간 꾸준한 성장이 전망되고 있다. 여러 언론매체를 종합해 보면, 삼성전자는 베트남에 미니 LED TV 생산라인을 구축하고, 올해 200~300만대를 양산할 계획으로 알려져 있다. LG전자도 미니 LED TV를 출시해 초기 시장에 대응하려는 움직임이 나오고 있다고 이야기되고 있다. 

미니 LED는 TV 환경에서 슬림한 두께와 8K 해상도 구현이 유리하고, 로컬 디밍(Local Dimming)이 가능하며, 높은 색재현성과 낮은 전력소모 등의 다양한 장점을 지니고 있다. 더불어, 마이크로 LED에 비해 비교적 제조가 용이하고, 가격경쟁력이 우월하며, 수리 및 보수가 가능하다는 이점도 특색으로 꼽힌다. 

미니 LED의 경우, 마이크로 LED에 비하면 칩 사이즈가 100~200μm 정도로 크고, 광원의 제조 및 트랜스퍼, 불량검사, LED칩의 구분, 수리공정 등에서 기존 LED의 제조공정과 장비를 활용할 수 있어서 마이크로 LED와 비교하면 제조기술의 난이도가 낮고, 상용화가 용이하다. 기존 LCD 라인에 추가적인 투자만으로도 전용 라인을 꾸밀 수 있다. 디스플레이 업체에게는 저비용 고효율을 누릴 수 있다. 

디스펜서 업계에 따르면, 백라이트 기판에 0402m 사이즈의 LED 칩을 올려놓고, LED의 렌즈 역할을 하는 에폭시를 dotting하는 목적으로 디스펜싱 시스템을 활용하고 있다. LED 소자 적용 수의 급증에 따른 생산성 및 수율성이 중대한 성능이 되었다. 일반적으로 65인치 UHD 미니 LED BLU에는 10,000~15,000개 가량의 미니 LED 소자가 장착된다. 수만 점의 LED 소자에 dotting 만큼 빠른 생산성의 솔루션이 필요하다. 이를 대응하기 위해 듀얼헤드 혹은 멀티 노즐 구조의 모델이 우선시 되고 있다. 

한편, OLED 패널 모듈 납품업체들의 디스펜서 투자도 예상되고 있다. 모듈 내의 자재변경에 따른 보강 목적으로 대량의 설비들이 들어가는데, 동일한 FPCB에 많은 소형부품들을 올리고 방식으로 공정이 진행되고 있다. 대량 생산이 가능하며 협피치 부품의 언더필 공정에 적합한 디스펜서 성능이 선호되고 있다. OLED 패널 업체들의 추가투자가 예상되고 있어서 여러 디스펜서 업체들이 예의주시하고 있다.  

 

일반적으로 전기차 배터리는 여러 개의 배터리 모듈을 묶어서 배터리 팩으로 완성된다. 모듈을 병렬로 놓고, 이들을 잡아주는 시스템이 들어가 하나의 팩이 된다. 전기차 확산으로 배터리 수요가 늘어나면서 생산라인을 늘리고 있다. 배터리 팩 공정에서는 실링, 접착 등의 디스펜싱 작업이 들어간다. 더불어 방진, 방습 목적의 코팅 개념의 설비도 요구되고 있다. 이와 관련해서 디스펜서 수요가 늘어날 것으로 예측되고 있다. 아직 전자 업종처럼 수요가 높지 않지만, 전기차용 배터리 수요 급증이 전망되고 있어서 성장가능성이 높은 곳으로 여겨지고 있다. 

디스펜서 업체들에 의하면, 배터리 업종의 요구사항은 상당히 까다롭다. 사람의 생명과 직결된 전장 업종이라서 높은 기술난이도는 이해하고 대응하고 있다. 하지만 업계 표준의 스펙이 아니라는 점이 힘들다고 말하고 있다. 아직까지 해당 작업에 관한 표준화된 스펙이 없어서 업체별로 요구하는 사양이 다르다. 원청업체에서 승인하는 스펙으로 정해지고 있다. 원청업체별로 스펙이 다르다. 전기자동차의 경우 아직도 완성해 가는 단계로 파악되고 있다. 

배터리 관련 협력사들은 하이엔드 성능의 디스펜서를 구매하고 있다. 아주 작은 불량이 예상치 못한 치명적인 문제의 원인이 될 수 있기에 적용 초기부터 하이엔드 高 스펙의 최신 설비를 고려하고, 거기에 걸맞은 설비들을 우선적으로 선택하고 있다. 

전기차의 보급이 늘어나면서 자동차 업체들은 조금씩 양산성에 초점이 맞추고 있다. 생산품질을 안정화시키면서 양산성으로 눈을 돌리고 있다. 

 

듀얼헤드 구조는 생산성 향상을 이루는 솔루션으로 여겨지고 있다. 그동안 듀얼헤드 타입의 설비를 선보이는 업체가 많지 않았다. 듀얼헤드 구동에 필요한 정밀한 수준의 제어기술력과 구동 프로그램이 필요할 뿐만 아니라 시장에서의 수요가 많지 않았기 때문이다. 그런데 최근 분위기가 바뀌었다. 기술력을 보유하고 있는 디스펜서 업체들은 듀얼헤드 설비를 앞다퉈 선보이고 있다. 대형 고객사에서 찾기 시작했기 때문이다. 카메라모듈 업체에서 적극적으로 선택하였고, 반도체 업종에서도 듀얼헤드의 고정밀도 설비를 구매하고 있다. 최근 디스펜서 업체들은 업종 불문하고 생산성 증대를 원하는 고객들에게 듀얼헤드를 적극 제안하고 있다. 

 

 

 

디스펜싱 시스템의 자동화 수요가 많은 비중을 차지했었다. 인건비 절감, 균등한 품질 확보의 이점 때문에 자동화 시스템으로 전환하는 업체들이 속속 등장했다. 코로나19 팬데믹으로 인해 잠시 막혀 있었던 투자가 되살아나기를 기대하고 있다. 디스펜서 업체들은 자동화 설비 교체가 필요적이라고 말하고 있다. 작업자가 구현하는 디스펜싱 선폭이 한계점에 왔다는 이유를 들었다. D 업체 관계자는 “사용 노즐과 용액의 특성에 따라 다르겠지만 보편적으로 작업자가 구현할 수 있는 한계는 400~500미크론의 갭이다. 현재 지문인식 공정에서 틈을 실링하는 한계 사양이 400~500미크론이다. 공교롭게도 수작업의 한계선과 일치한다. 탁상형 설비 활용의 마지막 단계라고 생각한다”면서 “탁상형 설비가 필요한 공정이 여전히 존재하겠지만 고속 고정밀 토출량의 요구가 높아지는 공정에서는 탁상형 자리를 시스템 설비가 대체할 것”이라고 예상했다. C 업체 관계자는 “디스펜싱 공정이 추가되고 있는 상황으로 탁상용 설비의 수요가 엄청나다. 일반 자잘한 공정, 카메라, 스피커 공정라인에 들어가 보면, 작업자들이 탁상용 설비를 사용해 트레이에 절연체와 본드를 바르고 있다. 이러한 일련의 작업들이 진행되고 있다. 현재 임가공 업체들은 기로에 서 있는 것 같다. 수작업을 자동화로 전환하면 인건절감과 생산품질 균등화라는 이점을 누릴 수 있지만 ROI를 따지면 큰 차이가 없어서 고민하고 있다”고 실제 현장분위기를 전했다.