| 2024年 3D AOI 시장동향 |
| 3D AOI 시장 ‘찬 바람’, 차세대 먹거리 발굴에 ‘집중’ |
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| 2024-11 글 : 박성호 기자 /reporter@sgmedia.co.kr |
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자동차 전장 투자, 악재 소식 나와 ‘주시’
업체별, 반도체 업종 혹은 출하검사 시장 확대 ‘박차’
3D AOI 시장의 찬바람이 여전히 가시지 않고 있다. 광학검사기 업체들은 올해 국내 시장규모가 지난해 대비 15~20% 감소할 것으로 예측하고 있다. 모바일, 가전 업종의 설비투자 침체가 여전하였고, 3D AOI 시장의 중심에 있는 전장 업종의 수요 목소리가 조금씩 낮아지고 있다는 이유를 들었다. 모든 검사기 업체는 보유한 광학기술과 3D 검사기술을 응용하여 신규 시장 창출에 집중하고 있다. 국내 업체는 반도체 업종에 집중하는 분위기인 반면, 외산 업체는 SMT후단의 최종 출하검사 공정 자동화 수요를 확대하는 노력을 기울이고 있다. 힘든 시기를 넘어서기 위한 검사기 업체의 보이지 않는 노력을 간접적으로 확인하는 한 해였다.
SMT 산업계의 업황 위축으로 생산설비시장의 침체가 깊어지고 있다. 국내 3D AOI 시장도 얼어붙었다. 국내 광학검사기 업체들은 극심하게 경직된 분위기를 한목소리로 전했다. 동종 업계의 이야기를 종합해 보면, 지난해 한국 검사기 시장규모가 대략 전년대비 20~30% 줄어들었으며, 올해는 작년의 수준에서 15~20% 감소한 것으로 추정된다. (주)미르기술 신중엽 상무는 “모바일, 가전 업종의 설비투자 침체가 여전하였고, 3D AOI 시장의 중심에 있는 전장 업종의 수요 목소리가 조금씩 낮아지고 있다. 반도체 업종의 검사기 요구 역시 지난해 대비 줄어들었다”고 시장분위기를 전했다. (주)펨트론의 조현식 상무는 “자동차 전장 이외의 산업계에서는 신규 설비 수요를 접하기 어려웠다. 휴대전화, 백색 가전 업종에서는 소량의 교체 수요만 받았다. 반도체 업종도 살아나지 못했다. 반도체 경기가 회복하여 국내 산업을 이끌었지만, 설비투자 분야까지는 여파를 미치지 못했다. 반도체 후공정을 포함한 반도체 업종의 투자가 아주 미미하게 진행되었다. 전자산업계 전반에 걸쳐 라인증설용 설비투자를 기대하기 어려웠던 한 해였다”고 말했다.
국내 SMT 생산설비 업계에서는 상반기까지는 경기 흐름이 나쁘지 않았다고 말했다. 연초에 전장 업종의 투자 건이 나왔고, 2분기까지 여러 업종 및 업체에서 설비수요가 나와 혹시나 하는 기대심리가 높아졌지만, 역시나 시장은 녹록치 않았다. 3분기를 기점으로 생산설비 수요가 급격하게 떨어졌다. 생산설비 업계의 체감 경기는 정확했다. 산업연구원의 ‘2024년 경제전망’에 따르면, 올해 1분기 설비투자는 올해 초 반도체 경기 회복, 자동차 시장 확산으로 인해 일시적인 증가가 있었으나 그 이후 전반적으로 하락했다. 그 이유에 대해 높은 조달 금리, 경기에 대한 불투명한 전망 그리고 대내외 불확실성을 원인으로 꼽았다.
설비투자는 반도체 등 IT 경기 회복세로 2024년 1분기 증가세로 전환하면서 전년동기대비 0.6% 증가였으나, 금리 인하 시점 지연, 지정학적 리스크 등과 관련된 불확실성의 확대 등이 회복세를 제약하는 모습이었다. 2024년 1분기 설비투자지수는 지난해보다 하락폭이 현저하게 줄어들었으나 여전히 하락세를 벗어나지 못했다.
3D AOI 업계에 있어서 전장 업종은 상당히 고마운 곳이었다. 신규 라인증설용 하이엔드 검사기 물량이 꾸준하게 나왔고, 더불어 검사 공정의 자동화 전환 수요까지 더해졌다. 경직된 시장 상황속에서 큰 빛이 되었다.
지난 몇 년간 3D AOI 시장은 전장 업종이 주도해 왔다. 최근 몇 년 사이 글로벌 자동차 시장은 친환경과 전동화로 급격하게 이동하고 있다. 이와 함께 코로나-19 시기 경험했던 ‘차량용 반도체 대란’을 되풀이하지 않기 위해 자재 공급망 안정화 구축 현상이 글로벌적으로 대두되었다. 이로 인해 전장 업종의 생산라인 증설이 이어지고 있다. 특히, 국내 완성차 업체는 친환경 차량의 최대 시장인 북미 시장을 겨냥해 현지 생산거점 강화를 천명, 구체화하였고 전장 부품 및 협력사 역시 동반 진출하여 안정적인 공급망 구축에 힘을 보탰다. 이와 관련하여 생산설비 수요가 꾸준하게 나오고 있다.
자동차 시장이 전기차를 중심으로 성장하는 가운데 ADAS의 진화 및 자율주행기술 탑재를 확대하고 있다. 배터리와 함께 전장 산업의 역할이 강화되고 시장 규모 또한 급성장하고 있다. 이베스트투자증권의 자료에 따르면, 전장 산업의 시장 규모는 2020년 ~ 2029년 연평균 14%의 성장이 예상된다.
자동차 전장산업의 시장 규모를 스마트폰 부품 시장과 비교하면, 2017년 전장 산업은 스마트폰(부품) 대비 70% 수준이었다. 하지만 전기차 시장의 급성장과 함께 고가의 전장 부품(반도체, 카메라, 센서, 통신, 디스플레이, 전기모터, MLCC 등) 탑재량이 증가하며 전장 산업의 규모는 2023년 스마트폰(부품) 시장을 넘어설 것으로 전망된다. (주)미르기술 신중엽 상무는 “친환경, 자율주행에 대한 관심이 커지면서 고품질의 생산라인이 구축이 필요했고, 이를 실현하는 솔루션으로 최첨단 버전의 3D AOI를 원하는 목소리가 여전히 크다”고 말했다.
3D AOI 시장을 이끌고 있는 전장이지만, 최근 업계를 안 좋은 소리가 들리고 있다. 설비투자 연기 사례가 하나둘씩 늘어나고 있다. SAKI코리아의 김규섭 지사장은 “전장은 하반기부터 설비투자 연기가 현실화되었다. 전기차 캐즘 發 시장정체, 미국 대선의 결과에 따른 지원정책 변화 가능성 고조, EU의 내연기관 퇴출 연기 가능성 등의 대외적인 불확실성을 이유로 최근 소극적인 투자로 돌아서고 있는 분위기가 조성되고 있다”면서, “OTA(Over-the-Air) 등과 같은 최첨단의 소프트웨어 보편화로 인해 전장용 인포테인먼트용 물종 확대에 부응하는 라인투자가 연기되기도 했다”고 실제 사례를 들기도 했다.
국내 SMT생산업체들은 상반기에는 올해 설비투자 시장이 괜찮았다고 말했다. 실제로, IT 산업군의 분위기도 나쁘지 않은 것으로 조사되었다. 산업연구원의 ‘2024년 경제전망’ 보고서에서는 올해 상반기 IT 산업군이 성장했다고 분석했다. 2024년 상반기 13대 주력산업 수출은 지정학적 불확실성과 인플레 압력이 존재하는 상황 속에서도 반도체 등 IT 제품의 수출단가가 개선되고 수출 호조세의 영향을 받아 전년동기비 11.8% 증가했다. 수출 호조세와 공급제약의 개선에 따라 자동차, 일반기계 모두 증가하였다. 글로벌 IT 수요의 개선, 반도체, SSD 등의 상승에 따라 산업군 전체 수출이 전년동기 대비 28.7% 증가했다. 수출 회복과 국내외 수요 확대 영향으로 반도체 생산이 늘었다. 반면, 이차전지 생산은 국내외 전기차 성장 둔화 영향으로 큰 폭의 감소를 전망했다.
보고서에서는 2024년 하반기 글로벌 투자에 부정의 견해를 내비쳤다. 글로벌 IT 수요의 회복과 주요국의 인프라 투자라는 ‘호재’가 있지만 거시경제 및 지정학적 불확실성과 보호무역 확대 기조라는 ‘악재’가 더 클 것으로 전망했다.
코로나19 시기에 이뤄진 전자제품 판매 급증은 최근 2년간의 수요 부진의 원인으로 작용했다. 그러나 보유 제품의 교체시기 진입에 따라 IT 수요가 다시 증가하고 AI 기능(온디바이스 AI)을 탑재한 스마트 신제품, 새로운 웨어러블 기기, 혁신 신약 등의 신기술 및 신제품 출시는 시장 회복에 긍정적 영향을 미치고 있다. 산업연구원은, 2024년 해외 생산의 연중 확대 기조 속에서 글로벌 수요 회복에 따라 하반기에는 특히 반도체(미국), 가전(미국, 신흥국), 일반기계(미국, 신흥국), 조선(베트남) 산업에서의 해외 생산이 확장을 예상했다. 하지만 자동차, 이차전지는 하반기에도 역성장세 지속을 점쳤다. 전기차 화재, 폭발로 인한 이미지 악화, 전지차 캐즘 단계 진입, 美 대선 결과에 따른 지원정책 변화 등을 주요 이유로 꼽았다.
경제전문가들은 2024년 설비투자와 관련해 ‘반도체 업황이 개선되면서 다소 회복세를 보일 것으로 예상되나, 고금리 기조 유지에 따른 높은 자금조달 비용 부담과 여전히 큰 대내외 불확실성으로 인해 제한적인 증가세를 보일 것’이라는 의견을 내놓고 있다.
현대경제연구원의 ‘2024년 한국경제전망’ 보고서에는, 투자 여건이 크게 개선되지 않을 것으로 보이나, 수출 경기 호조에 따른 설비확충 수요, 중장기 DT(디지털 전환) 및 GT(그린 전환) 투자 수요 등이 확대될 것으로 전망했다. 기업 심리의 개선 속도가 빠르지 않은 가운데, 자본 조달 비용의 급증, 자본재 가격 상승 등의 영향으로 투자 여력도 취약해졌다. 설비투자 선행지표인 자본재수입액 증가율과 국내기계수주액 증가율도 최근 들어 모두 하락하면서 설비투자의 회복 여부가 불확실한 상황이라고 설명했다.
3D AOI 검사기 시장의 성장 가능성은 여전히 높은 것으로 조사되었다. 여러 시장조사업체에서 발표한 보고서를 보면, 모두 급성장을 예상했다. QYResearch는 3D AOI 글로벌 시장규모는 2023년 1.6억 달러를 기록하였고 연평균 5.4%로 성장하여 2030년 2.2억 달러 규모에 도달할 것으로 전망했다. 이 회사는 ▶ Industry 4.0의 확산, ▶ 제조산업의 고도화, ▶ 검사기의 AI 기술 발전을 성장의 동인으로 꼽았다.
Business Research Insights는 글로벌 3D AOI 시장 규모가 2032년에 2억7,812만 달러에 도달할 것으로 예상했다. 첫째, 신뢰성과 내구성으로 유명한 고품질 전자 제품에 대한 수요가 증가, 둘째, 이종부품의 적용이 늘어남에 따라 기존 수동 검사 공정의 자동화 전환 수요가 있을 것으로 봤다.
3D AOI 업체들의 틈새시장 개척에 집중하고 있다. 검사기 업체는 3D AOI 시장의 완성단계 돌입을 말하고 몇 년 전부터 틈새시장 개척에 노력해 왔다. 모든 검사기 업체는 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. 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.
물량 베이스의 납품건이 눈에 띄게 줄어든 요즘 틈새시장 창출에 더욱 박차를 하고 있다. 요즘 국내 검사기 업체와 외국계 업체가 바라보고 있는 영역이 약간 다르다. 국내 광학 업체는 반도체 후공정의 검사 공정용 전용 검사기 제공에 집중하고 있는 분위기이다. 하이엔드의 고성능이 요구되는 영역으로 기존 검사 공정의 국산화 대체를 내세워 더욱 집중하고 있다. AI 시대 확대에 따른 HBM 수요 급증으로 이와 관련한 공정의 광학 솔루션 제공에 역점을 두고 있다. 웨이퍼 표면, TSV 공정용 검사 시스템 안정화를 위해 주요 고객사와 긴밀히 협력하고 있다. 더불어, 고사양의 최첨단 차량용 물종의 검사 공정에 부응한 검사 퍼포먼스 제공에도 노력하고 있다. 빠르게 진화 및 변화하고 있는 제조기술에 대응하는 맞춤형 솔루션 제공을 앞세워 국내 OSAT社의 마음을 열어 가고 있다.
반면, 외산 검사기 업체들은 검사 공정 자동화 전환 솔루션을 내세워 틈새시장을 개척하고 있다. 3D AOI 시장이 레드오션이 된 지 오래되었고, 글로벌 톱 티어 검사기 플레이어들이 즐비한 한국 시장이기에 높은 검사성능과 자동화 기술력이 필요한 곳을 주시하고 있다. 외산 업체들은 작업자의 육안 검사에 의존했던 SMT최후단 최종출하 공정의 자동화 전환 솔루션 제공에 집중하고 있다. 다양하고 까다로운 검출 항목과 검출 사양으로 자동화 전환이 어려웠던 영역을 열어나가고 있다. SAKI코리아의 김규섭 지사장은 “공장 자동화를 구현하려는 업체들의 움직임이 빨라지고 있다. 여러 업체가 인건비 절감과 생산품질 제고 목적의 검사프로세스 자동화 전환에 적극적인 자세를 취하고 있다. 특히, 코로나19 사태 때 발발한 공장 폐쇄를 경험한 업체는 라인 자동화에 적극적이다”면서 “다양한 현장 요구를 해결할 수 있는 내공 깊은 검사 솔루션, 다년간의 현장 노하우 그리고 고객지향적인 시스템 지원능력이 필요하다. 본사 차원의 전략적인 접근이 있어야 한다”고 말했다. 이어 그는 “글로벌 원청사를 주요 고객사로 두고 있는 업체가 시장선점이 유리한 영역”이라고 덧붙였다.
검사기 업체들의 AI 기반 검사 알고리즘 강화 노력은 현재 진행형이다. 생산현장에서 원하는 수준을 구현하기 위해 모든 업체가 역량을 집중하고 있다. 대부분 검사기는 AI 기술 활용한 자동티칭, 디버깅 그리고 데이터를 분석해서 피드백하는 순환하는 커뮤니케이션에 적용되어 있다. 이미지 분석 및 패턴 인식, 자동 결함 검출, 결함 분류 및 우선 순위 지정, 자동화된 보고서 생성, 자가 학습 및 지속적인 개선 등 AI 알고리즘을 3D AOI에 적용하여 검사 성능을 향상시키고 품질 관리 프로세스 최적화 구현에 노력하고 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.
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.
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