글로벌 3D AOI 시장은 여전히 성장여력이 남아 있어 보인다. 글로벌 AOI 시장 규모는 2021년 7억1,848만 달러(USD, $), 2022년 8억7,023만 달러(USD, $), 2027년까지 CAGR 21.37% 성장해 22억9,717만 달러(USD, $)에 이를 것으로 예상된다. 글로벌 시장조사업체인 360iResearch LLP의 ‘Automated Optical Inspection Market Research Report(~2027)’ 자료에 따르면, COVID-19 이후의 변화된 비즈니스 환경에서 2020년에 8억1400만 달러(USD, $)로 추정되는 AOI 시스템의 세계 시장이 연평균 20.6%의 성장률(2020년~2027년)을 기록하여 2027년까지 30억달러(USD, $)에 근접할 것이라고 예측했다. 보고서에서는 2D AOI 시스템은 연평균 20.1%의 성장해 16억 달러(USD, $)에 이르고, 3D AOI 시스템은 2027년까지 연평균 21.3%를 기록할 것으로 전망했다. 

2020년 미국 AOI 시장은 2억4,150만 달러(USD, $)로 추정했다. 중국은 2020년~2027년 간 해마다 19.9%로 커져 2027년 5억1,980만 달러(5억 1,980만 달러)의 규모를 예상했다. 보고서에서는 다른 주목할만한 시장으로 일본과 캐나다를 꼽았다. 이들 시장은 2020년에서 2027년까지 각각 18.6% 및 17.9% 성장한다고 내다봤다. 유럽 ​​내에서 독일은 약 15.2% CAGR로 커질 것이라고 설명했다. 

 

 

Allied Market Research에서 발행한 ‘Automated Optical Inspection Market(2021~2030)’에서도 낙관적인 시장을 예상했다. 2020년 5억7,000만 달러(USD, $)이었던 글로벌 AOI 시장규모는 2021년부터 2030년까지 연평균 21.0%의 성장률을 기록해 2030년 32억9,000만 달러(USD, $)에 이를 것으로 전망했다. 

코로나바이러스의 출현은 전 세계적으로 재앙적인 문제가 되었다. 그러나 AOI 산업에는 긍정적인 영향을 미쳤다. COVID-19 대유행으로 세계는 비대면 집콕 생활이 늘었다. 이러한 변화로 인해 소비자들은 스마트폰, PC, 모니터, 마이크, 콘솔, 카메라, 심지어 모바일PC 등의 수요가 급증하였다. 이로 인해 혁신적인 소비자 전자 제품에 대한 수요가 늘어났고, 생산라인에서는 캐파 증대에 집중했다. 결과적으로 팬데믹 기간 동안 AOI 시장은 뜻밖의 호황을 누렸다. 

Allied Market Research의 ‘Automated Optical Inspection Market(2021~2030)’보고서에서는 2020년 AOI를 시장을 분석한 결과, 아시아·태평양 지역이 전 세계 AOI 시장에서 45.0% 이상의 점유율을 차지하고 있으며, 단일 국가 중 특히, 중국이 단연 압도적인 규모를 자랑하고 있다고 설명했다. 또한, 소비자 가전 및 자동차 부문이 2020년 AOI 시장의 절반 정도를 차지했다고 덧붙였다. 아울러, 2020년 3D AOI 부문이 최대 매출을 차지했으며 2030년까지 연평균 23.9% 성장률을 예측했다. 

보고서에서는 대외적으로 AOI 업계를 견인하는 주요 요인으로는 EMS 업체의 높은 생산성 요구, 전자기기 제조 라인의 전환 등을 꼽았다. 검사기 업체에게는 고속 검사·자동환 요구에 부응하는 AOI 설비의 대량의 데이터를 처리능력 보유가 성장의 핵심이 될 것이라고 분석했다. 

 

 

 

장기적인 관점에서 장밋빛 시장이지만, 현재 분위기는 그리 녹록지 않다. 휴먼텍의 신태양 상무는 요즘 3D AOI 시장을 롤러코스터에 비유했다. 그는 “코로나19 발생초기에는 시장이 급격하게 위축되었다가 대유행 시기에는 검사기를 찾는 요구가 급증했다. 그러다가 최근 들어 설비 수요가 잠잠해지고 있다”면서, “올해는 특히 시장분위기가 하루가 다르게 바뀌고 있다. 대외적인 환경이 글로벌 경기를 지배하고 있다. 생경한 경험을 하고 있다”고 말했다. 

검사기 업체들은 올해 상반기까지는 시장분위기가 나쁘지 않았다고 말했다. 대부분의 업체는 약간의 편차가 있지만 전년대비 판매실적이 늘었다. 지난 2~3년간 진행된 생산증설 목적의 투자는 올해도 이어졌다. 투자 규모가 지난해와 비슷하거나 약간 못 미치는 수준으로 예상되지만, 꾸준하게 니즈가 나왔다. IoT, 5G 통신 본격적인 개화에 따른 통신용 칩셋 물량 증가에 대응하기 위한 글로벌 OSAT 업체가 대대적인 설비투자를 멈추지 않았다. 자동차 전장 업종의 투자증가도 올해 시장에서 두드려졌다. 친환경차용 EV배터리 업계의 생산증대가 멈춤 없이 진행되어 관련 업종에서 좋은 실적을 기록했다. 

하반기 SMT임가공 업체의 분위기가 심상치 않다고 전하고 있다. 생산자체가 많이 줄어든 느낌을 받고 있다고 조심스럽게 전했다. 가전업체의 재고 물량 해소 우선정책에 나서기 시작하면서 생산량이 크게 줄었다. 

협력사를 방문한 생산설비제조 업체 관계자는 “모바일, 가전 업체들의 재고물량 해결에 집중되어 있어서 설비투자에 신경 쓸 겨를이 없어 보인다”면서, 당분간 설비투자를 기대하기 어려울 것이라고 전망했다. 증권사의 보고서에 의하면, 내년 하반기 경이 되어야 어느 정도 소진할 것으로 예상하고 있는데, 이를 생산설비입장에서 보면, ‘그 시간까지 설비투자를 꿈꾸기 어렵다’로 해석할 수 있다. B 업체 관계자도 비슷한 의견을 피력했다. 그는 “재고 소진에 따른 SMT 업종의 투자 급락을 예상한다. 재고 소진이 내년 께에 되겠지만, 현재의 라인가동 하락, 투자위축 분위기는 2~3년 이어질 것”이라고 말했다. 

올해 3D AOI 업계에게 유럽, 미주 지역은 큰 효자 시장이었다. 국내 검사기 업체들은, 중국, 동남아시아 지역의 공급량이 지난해에 비해 다소 떨어졌지만, 유럽, 미주 지역의 납품 건이 늘어 매출실적면에서 상쇄 효과를 제공한 소중한 시장이었다고 분석했다. 코로나19, 전쟁 등에 의한 공장봉쇄와 같은 대외적인 변수 최소화, 생산기지 리쇼오링 장려정책 강화 등의 이유로 생산기지의 지역화 성향이 강화되고 있다. 유럽, 미주 지역은 자동차 전장, 백색 가전 중심의 설비증설 투자가 올해 활발했고, 그 여파가 3D AOI까지 미친 것으로 분석되고 있다. 특히, 대형 EMS업체들이 증설용으로 요구하고 있으며, 일부 라인에서는 교체 주기도 도래했다. 자동차 전장의 최종 출하 품질이 까다로워졌으며, 소형 부품 실장도 늘어나고 있다. 이와 관련해 최고성능의 설비로 교체하는 경우가 많아졌다. 

 

 

 

생산설비업체들은 올해 3분기 께부터 고객들이 꼭 필요한 설비가 아니면 지갑을 열지 않고 있다고 말하고 있다. 신규 투자를 계획하고 있는 업체도 최대한 투자는 늦추고 있는 분위기 있다. 설비투자에 한발짝 뒤로 물러나 있다. (주)미르기술의 신중엽 상무는 “개인적으로, 3D AOI 시장 트렌드는 크게 달라진 부문이 없다. 신 기술이 나온 것도 아니고 신규 시장이 발굴되지도 않았다. 그냥 그대로 흘러가는데 경기만 안 좋아졌다. 엄청나게 안 좋아졌다”고 말했다. 이어 그는 “계획에 잡혀 있던 납품 건이 있어서 올해는 괜찮지만, 내년을 생각하면 암담하다. 내년 시장은 더 어둡고, 암담하다. 시장의 먹구름이 내후년까지 이어진다는 관측이 많아 더 걱정이다”고 생산설비투자 전반에 걸친 위축을 예상했다. 

국내 주요 기업들의 3분기 실적발표 자리를 통해 내년도 설비투자 경색을 확인할 수 있었다. 글로벌 경제 침체로 인한 수요 위축과 ‘반도체 한파’로 힘든 시기를 보내고 있다. 최근 글로벌 반도체 업계는 대외 불확실성이 지속되면서 전례 없는 메모리 시황 악화에 직면했다. 메모리 주요 공급처인 PC, 스마트폰을 생산하는 기업들의 출하량이 감소했기 때문이다. 국내 주요 업체들은 현재 글로벌 시장 위기감을 전하면서, 설비투자 전략을 통한 분위기 전환을 모색하고 있다. 설비투자 감소와 지속이라는 서로 다른 카드를 내밀었다. 

SK하이닉스는 올해 10조 원 후반대였던 투자를 내년에는 절반 이상, 2008년 금융위기 수준으로 축소하겠다고 밝혔다. 이 회사는 “메모리 시장이 내년 하반기에 회복할 것으로 전망하면서도, 대외 불확실성으로 가격 하락세가 더 이어질 수도 있다”고 조심스럽게 예측하고, 설비투자와 생산 축소 등을 통해 위기에 대응할 예정이라고 밝혔다. 3분기 실적발표 콘퍼런스콜에서 노종원 SK하이닉스 사업담당 사장은 “올해 말 예상되는 업계의 재고 규모가 매우 높은 수준으로 예상되는 만큼, 회사는 생산 증가를 위한 웨이퍼 설비투자를 최소화하고, 공정전환 투자도 일부 지연할 예정”이라고 전했다.

현대차도 올해 계획했던 투자규모 하향을 발표했다. 이 회사는 실적발표를 통해 전기차 매출 상승에 대한 자신감을 나타내는 반면 미국 인플레이션 감축법(IRA) 시행에 따른 대응 전략으로 배터리 부품 조달을 위한 미국 내 합작법인(JV) 설립을 검토한다고 밝혔다. 대외 불확실성이 확대되는 가운데 올해 계획했던 투자규삼성전자는 ‘감산 없음’을 천명하고 설비투자계획을 이어간다고 밝혔다. 삼성전자는 3분기 매출실적 발표 자리에서 ‘어닝쇼크’급의 영업이익을 발표했다. 글로벌 경기 침체로 반도체가 사용되는 전자제품의 판매량이 둔화되면서 덩달아 반도체 수요가 급감했고, 반도체 공급 과잉으로 반도체 가격도 떨어지자 수익성이 악화되었다. 삼성전자는 오는 4분기에도 이같은 업황 둔화 기조는 유지될 것으로 전망했다. 올해 4분기 고객사 재고 조정 영향은 지속되고 내년 상반기까지 지정학적 이슈 등의 불확실성은 이어질 것으로 예측했다. 이러한 상황 속에서도 삼성전자는 인위적 감산을 하지 않겠다는 의지를 재차 밝혔다. 설비투자도 계속 이어간다. 이번 위기를 기술 초격차를 만드는 기회로 삼는 전환점을 만들겠다는 복안이다. 한진만 삼성전자 메모리사업부 부사장은 3분기 실적 컨퍼런스콜에서 “현재 시점에서 시장 수요가 위축된 건 맞지만, 중장기적 관점에서는 수요 회복에 대비할 필요가 있기 때문에 단기적으로 수급 균형을 위한 인위적인 감산은 고려하지 않고 있다”면서, “중장기 수요 대응을 위해 적정 수준의 인프라 투자는 지속하고 업황과 연계해 유연하게 운영한다는 투자 기준은 같다. 이를 통해 지속가능한 이익 기반을 만들어 나가려 한다” 말했다. 

 

 

TRI코리아 시등흥 한국영업부장도 내년도 글로벌 OSAT 투자에 비관적인 견해를 내보였다. 그는 “중국의 반도체 굴기에 따른 반도체 투자 계획이 잡혀 있지만, 글로벌 반도체 시장 침체로 인해 생산캐파 과잉이라는 의식이 널리 퍼지고 있다. 글로벌 통신관련 원청사에서 생산물량 조절에 들어가는 모습이 포착되고 있어서, OSAT 업체도 설비투자로 대응책을 마련하고 있는 것으로 들었다”면서, “내후년도 OSAT 업종의 검사기 니즈는 가늠하기가 어렵다”고 말했다.

 

 

현재 모든 검사기 업체들은 OSAT에 집중하고 있다. 모든 업체가 전력투구하고 있다. A 검사기 업체 관계자에 따르면, OSAT 업체는 국내 검사기 업체의 ‘만남의 장’이 되기도 한다고 우스갯소리를 하기도 했다. 

모든 업체가 OSAT에 전력투구하고 있다는 점은 설비 업그레이드 사양을 보면 간접적으로 느낄 수 있다. 검사기 업체들은 고속 검사, 고검출력에 초점을 둔 개선 작업 속도를 늦추지 않고 있는다. 패키징 부품의 급격한 기술변화로 인해 올해 형성된 주요 시장 대부분에서 고해상도의 3D 광학검사기를 찾고 있는 까닭에 모든 업체가 성능 개선에 집중하고 있다. SiP 공정에 필요한 3~5㎛급의 양산성과 검사 신뢰성에 향상에 노력하고 있다. 이 수준의 검사기는 마이크로범프 검사, 초소형 부품 검사, SiP 검사, 웨이퍼레벨 스택 검사, 미세 크랙 검사용 활용되고 있다. 휴먼텍의 신태양 상무는 “하이엔드 업종의 요구사항이 매우 까다롭다. 경면(鏡面) 및 빛 반사 자재 사용이 많은 곳이기에 확실한 빛 반사억제 기술이 요구되고 있다. 대응 컨셉트를 잘못 잡으면 상당히 고전할 수 있다”고 조언했다. 

 

 

 

검사기 업체들은 일반 SMT용 3D AOI 시장은 포화상태에 이르렀다고 말하고 있다. (주)미르기술의 신중엽 상무는 “시장포화로 인해 검사기 업체들은 새로운 먹거리 창출에 나서고 있으며, 올해도 역시 이러한 트렌드가 이어지고 있다”면서, “보유한 광학기술과 3D 검사기술을 응용하여 Press-Fit Pin 검사기, UV 코팅 검사기, 웨이퍼 범프, 와이어 본딩 검사기 등의 전용 검사기를 경쟁적으로 출시 및 개선해 나가고 있다”고 분석했다. 이어 그는 “시장 규모면에서는 SMT 업종에 비할 바 못 되지만, 하이엔드 업종용 설비인 만큼 제값을 받을 수 있어서 수익 창출면에서는 더 유리하다. 더불어 광학 기술의 제약을 극복해내야 하는 높은 기술력이 필요한 영역이기에 시장선점효과를 제대로 누릴 수 있다”는 장점이 있어 검사기 업체들이 집중하고 있다고 말했다. 

 

 

최근 검사기 업체들은 자동차 전장용 물종과 SMT후공정의 검사프로세스 자동화 전환 시장을 겨냥해 대응력을 높이는 전략을 구사하고 있다. 이들 공정은 대표적으로 작업자에 의존해 왔던 곳으로 생산품질 제고, 양산성 증대, 인건비 절감 등의 이점을 얻기 위해 현장에서의 요구가 많이 나오고 있다. 전장용 물종의 다양한 크기, 무게, 외형 등의 요구를 충족시키는 아이디어를 접목하고 있으며, 검출 데이터의 자동판독, 측정 기능을 원하는 목소리에도 대응하는 솔루션을 하나둘씩 내놓고 있다. 

 

 

검사기 업체들의 AI기술 적용 확대노력은 올해도 이어지고 있다. AI이야기는 몇 년 전부터 나오기 시작했다. 검사기 업체에서 구현하는 영역과 사용자가 원하는 수준은 상당한 괴리가 있다. 생산현장에서는 검사기의 자동판독 영역에 AI기술이 활용되기를 원하고 있지만, 아직은 그 수준까지는 구현하지 못하고 있다. 대부분의 검사기는 AI 기술 활용한 자동티칭, 디버깅 그리고 데이터를 분석해서 피드백하는 순환하는 커뮤니케이션에 적용되어 있다. AI 딥러닝 기술을 현실화시키기 위해서는 빅데이터가 필수이다. 전자산업계에 사용되는 부품, 칩, 자재들의 조건이 상당히 방대하다. 적용 자재들의 형상, 모양, 크기, 문자 등이 천차만별인 탓에 빅데이터를 완성하기가 매우 어렵다. 그리고 검사기의 NG판독은 생산수율과 생산품질과 직결한다. 높은 신뢰성의 정확한 판독작업이 이뤄지지 않는다면, 생산업체가 떠안아야 하는 피해는 매우 크다. 이러한 이유 때문에 AI 기반의 자동판독 프로그램은 더 많은 시간이 필요할 것으로 예상된다. 검사기 업체에서는 AI 기반의 전자동 판독을 최종 목표로 삼고, 여전히 기술개선에 집중하고 있다. 

모든 업체들이 사용의 편의성 극대화를 위해 AI 기술을 접목시켰다. 그 결과 요 몇 년 사이 ‘Auto teaching’, ‘디버깅’ 등의 기능이 개선을 거듭해 왔다. 검사기 업체들은 AI 기술을 검사기 성능 개선을 위해서도 적용하는 연구개발에 힘을 써왔다. 업체들마다 진일보시킨 성능들을 내세우고 있다. 난반사, 냉납, OCR 문자인식 등의 검출력을 높여 가성불량을 낮춰가고 있다. C 업체 관계자는 “AI기술 적용 최종 목표는 가성불량 없이 모든 불량을 검사기가 자동으로 판독하는 수준이다. 아직 목적지까지 가는 길이 많이 남아 있지만, 하나씩 AI 기술을 활용하다 보면, 어느 시점에서는 가속이 붙어 생각보다 빠르게 도달할 수도 있다”면서, 검사기 업체들의 지속적인 연구개발에 노력할 것이라고 예상했다.