| 2025年 산업용 X-Ray 검사기 시장동향 |
| 양산화·인라인화에 한 발 다가선 ‘3D CT AXI’, 서서히 확대 中 |
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| 2025-07 글 : 박성호 기자 / reporter@sgmedia.co.kr |
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성능 개선, 검사속도 단축으로 현장성 높여
전장 업종 확산세, 반도체 업종도 서서히 관심 높아져
외부로는 침착하게 보이는 산업용 X-Ray 시장이 내부적으로 상당히 치열하게 움직이고 있다. 일반 SMT 시장의 위축과 전장, 배터리 업종의 투자 지연으로 표면적인 시장은 위축되었다. 하지만 차세대 물종을 대상으로 하는 테스트 및 현장 평가 작업이 활발한 내부 모습이 나오고 있다. 모든 검사 업체는 3D CT AXI 인라인화 구현에 초점을 두고 역량을 기울이고 있다. 향수 성장 가능성이 무궁무진하고, 현재 무주공산인 영역으로 시장선점효과를 제대로 누릴 수 있는 곳으로 여겨지고 있어서다. 3D CT AXI 인라인 설비를 적극적으로 요구하는 업종은 전장과 반도체 업종이다. 이들은 생산품질 제고와 수율 극대화를 위해 비전으로는 볼 수 없는 영역의 불량까지 검출하기를 원하고 있다. 이와 관련하여 X-Ray 검사기 업체들은 고객이 원하는 성능과 퍼포먼스를 구현해 내기 위해 역량을 집중하고 있다.
올해 상반기 국내 X-Ray 검사기 업체들은 경직된 시장을 경험하고 있다. SMT 남부지역의 SMT 업종은 상당히 안 좋다. D 업체 관계자는 “현재 남부 지역 임가공 업체들은 매우 힘든 시간을 보내고 있다. 지난해 수주 받은 물동량을 소화했던 1분기에는 그나마 라인이 돌아갔는데, 요즘은 라인가동율이 현저하게 줄었다고 말하고 있다. SMT 주요 고객처인 모바일, 가전의 물동량은 하락세를 벗어나지 못하고 있으며, 어려운 시기에 큰 힘이 되었던 전장의 물동량도 최근 급격히 줄어들었다”고 현재의 분위기를 전했다. 그러면서, 그는 “SMT 임가공 업체들은 생산물동량 확보에 정신 없이 뛰어다니고 있다. 생산설비투자는 엄두도 내지 못하고 있다”며 위축된 분위기를 전했다.
X-Ray 검사기 제조업체에서는 금년 상반기 산업용 2D/3D AXI 시장이 위축되었다고 말하고 있다. 일반 SMT 시장에서는 신규 증설용 이야기는 거의 없고, 리피드오더가 소소하게 나오고 있다. 휴대전화 쪽에서는 거의 설비 수요를 찾아보기 어렵다. 전장 업종은 특정 글로벌 업체를 원청으로 두고 있는 협력사의 투자가 있으나, 대부분의 설비는 원청에서 승인된 브랜드의 모델만 우선시되고 있다. X-Ray 시장은 전반에 걸쳐 ‘차분’해져 있다. 테크밸리(주) 이찬수 부장은 “지난 몇 년동안 X-Ray 검사기 시장은 SMT 업종의 경기와 약간 다른 모습을 보였다. 생산품질 제고, 생산량 증대를 실현하는 ‘X-Ray 검사 공정 자동화’라는 확실한 이슈가 존재해 꾸준한 성장을 보였다. 하지만 지난해 하반기를 기점으로 뚝 떨어지고 있다”고 올해 상반기의 침체된 분위기를 전했다. (주)자비스의 XSCAN 영업팀 박병찬 부장은 “`24년부터 시작된 전기차 캐즘(chasm) 현상으로 인해 EV용 배터리 관련 투자가 감소하였고, 반도체 후공정 업종에서의 설비 투자 위축이 지속되었다”고 분석했다. Comet Yxlon Korea의 변상범 전무는 “국내·외 정치/경제 상황으로 인하여 많은 고객사가 검사 장비 투자에 난색을 보이고 있어 올해 산업용 X-Ray 시장은 어려움을 겪고 있다. 다만, 한국의 주력 시장인 반도체, 자동차, PCB 분야에서 신규 제품 개발에 따른 새로운 검사 장비 필요성이 대두되면서 제한적인 투자만 이뤄지고 있다”고 경직된 투자 분위기를 전했다. SAKI코리아의 김규섭 지사장은 “올해 전자산업계는 다양한 악재에 둘러 쌓여 있다. 미국 정부 관세 부과정책, 미중 무역전쟁 지속, 국가간 전쟁 발발 등 국제적인 이슈가 크게 나오고 있다. 여기에 전기차 캐즘(Chasm) 진입, 반도체 후공정 물량 감소 등이 겹치면서 글로벌 전자산업계 경기는 나쁘게 흘러가고 있다. AI 칩 수요 확대와 더불어 전장 업종의 검사공정 자동화 전환 등과 관련한 수요만 나오고 있다”고 말했다.
한편, X-Ray 업체는 하반기 시장에 대한 긍정적인 견해를 내놓았다. 전장, 배터리, 반도체 업종에서 3D CT AXI 수요가 높아질 것이라고 예측하고 있다. (주)자비스의 XSCAN 영업팀 박병찬 부장은 “전장 및 ESS(Energy Storage System)용 배터리 업종에서 X-Ray 검사기 수요가 꾸준히 나올 것”이라고 말했으며, Comet Yxlon Korea의 변상범 전무는 “전장 시장은 전기차 및 자율주행 자동차로 산업이 전환되면서 고출력 고해상도 3D CT에 대한 요구가 늘어나고 있고, 이차전지 배터리 업종의 투자 재개 조짐이 나와 점진적인 회복세를 조심스럽게 예상한다. SMT 및 반도체 시장은 소형화, 복합화되는 제품 추세에 따라 품질 신뢰성 보장을 위한 정밀하면서도 빠른 검사/분석용 X-Ray 수요가 높아지고 있다”고 말했다.
2D AXI, 자동화 전환 요구만
인라인 2D AXI 시장은 잠잠하다. 전자기기의 다기능화에 맞춘 부품의 패키지화가 이어지고 있을 뿐만 아니라 패키지 부품의 밀집도는 해마다 높아지고 있다. 2D 방식만으로 검사할 수 있는 보드들이 많이 사라졌다. 2D AXI 시장은 생산품에 따라 희비가 엇갈린다. 2D 방식으로도 불량을 검출할 수 있으면서 대량 생산이 필요한 업종에서는 성장세를 보이겠지만, 그 외의 업종에서는 확산을 기대하기 어렵다는 계 업계 중론이다. 현재는 단순 검사 목적의 자동화 전환에 따른 수요만이 나오고 있다. 테크밸리(주)의 이찬수 부장은 “2D AXI 설비가 필요한 생산품이 대거 줄었다. 2D 설비가 가용한 단순 보드를 이용하는 물종은 대부분 저가형 제품이다. 이들 업체에서 인라인 설비를 선택하기란 쉽지 않을 것이다”고 말했다. 2D AXI 설비시장이 주춤할 수도 있지만 더욱 개선된 2D AXI 검사 성능 요구는 더욱 높아지고 있다.
X-Ray 검사기 업체에서는 현장에서 원하는 성능이 매우 다양해지고 있다고 말하고 있다. 이전에는 솔더링의 보이드, 솔더 도포 상태, 솔더 접합부의 상태 등을 검사하려는 위주로만 X-Ray 검사를 활용했다. 그런데 검사항목이 넓어지고 있으며 보다 세분화되고 있다. 신규 검사항목이 추가되고 있으며, 동일 검사항목에서도 세부적이고, 자세한 검사성능을 원하는 목소리가 커지고 있다. RAYDISOFT(주)의 이석원 대표는 “근래 전자기기 자체의 밀집도 및 복잡도가 높아졌다. 그래서 단순 X-Ray 검사항목뿐만 아니라 상대적으로 구현하기 까다로운 적층된 영역의 상태까지도 확인하려는 요구가 늘었다. 더 나아가, 적층 영역의 내부 결함 검출을 넘어 특정 지점들 간의 치수 관련 검사 및 분석기능도 바라고 있다”면서 고난이도의 검사성능 요구가 늘어나고 있음을 전했다.
3D CT AXI, 양산화·인라인화로 ‘거듭’
2D AXI 시장의 주춤으로 인해 X-Ray 검사기 업체들은 3D CT AXI 영역으로 눈을 돌리고 오랫동안 집중해 왔다. 특히, 국내 업체는 ‘양산화·인라인화’에 초점을 두고 역량을 집중하고 있다. 자비스의 자료에 따르면, 국내 AXI 업종별 시장비중은 PCB & SMT / 반도체 영역이 72% 정도이고, 배터리 시장이 22% 정도인 것으로 파악된다. 이중 2D AXI는 75%, 3D AXI는 25%를 이용하고 있다. 분석용의 3D CT AXI가 양산형 개념으로 인라인를 구현한다면, 급격한 성장이 전망된다. 시장조사업체인 verifiedmarketreports의 자료에 의하면, 산업용 CT 및 X-Ray 솔루션 시장 규모를 2024년 12억달러(USD, $)로 평가하고, 2033년에 25억달러(USD, $)까지 커질 것으로 내다봤다. 고품질 검사 및 품질 보증 프로세스에 대한 수요를 주요 이유로 꼽았다. 이 회사는 “산업용 CT 및 X-Ray 솔루션의 응용 프로그램은 다양한 산업에 걸쳐 상당한 가치를 제공한다. 예를 들어 자동차 산업에서 CT 및 X-Ray 솔루션은 엔진 부품, 주물 및 어셈블리를 검사하여 엄격한 성능 표준을 충족하는 데 사용된다. 이 기술은 또한 전자 제품 부문에서 중추적인 역할을 하며, PCB 및 복잡한 전자 어셈블리 공정에서는 눈에 띄지 않는 숨겨진 결함 감지용으로 활용된다. 전자산업이 계속 발전하고 더 높은 수준의 정밀도를 요구함에 따라 산업 CT 및 X-Ray 솔루션 시장은 기술 발전과 안전 및 품질에 대한 초점이 높아지면서 계속 확장될 것”이라고 전망했다. 산업용 CT 및 X-Ray 솔루션 시장에 대한 긍정적인 전망에도 불구하고 성장 저해 리스크도 있다고 덧붙였다. 고급 이미징 시스템과 관련된 높은 초기 투자 비용과 안전 규제 등을 가장 먼저 꼽았다.
3D CT AXI 양산화 향한 기술진보 거듭
인라인 3D CT AXI 수요가 가장 많이 나오고 있는 주요 업종은 모바일, 자동차용 SMT 시장과 HBM을 포함한 반도체 후공정이다. 이들 업종은 신뢰성 높은 BGA의 보이드 자동검사와 솔더링 후 충진율 자동검사를 위해 많이 사용하고 있다.
인라인 3D CT AXI 개화의 기술적인 걸림돌은 ‘검사택타임’과 ‘검사신뢰성’이다. 이전보다는 확실히 진일보했지만, 양산라인에 적용하기에는 약간의 부족한 부분이 있다. X-Ray 업체들은 현재 인라인 3D CT AXI의 검사속도는 특정 조건 하에서 일부 전장용 보드의 생산라인을 대응할 수 있는 수준이라고 말하고 있다. 특정 포인트를 검사한다는 조건이다. 전수검사로 설정할 경우에는 검사택타임을 맞추기가 쉽지 않다고 말하고 있다. 그러나 X-Ray 업체들이 검사속도 약점을 극복한 신규 모델출시를 최근 연이어 발표하고 있다.
신규 모델의 공통적인 사항은 검사속도 단축이다. 발표 자료 스펙을 살펴보면, 약 50%의 단축을 이뤄냈다. 대부분 하드웨어와 소프트웨어를 동시에 개선하여 3D CT AXI 양산형 설비로 진화시켰다. 대표적인 하드웨어 변경은 고속 스캔 구조의 채용이고, 소프트웨어 측면에서는 고속 영상재구성 및 검사알고리즘을 개선하고 있다. 우선 핵심부품인 튜브, 디텍터가 상위 버전으로 지속적으로 업그레이드되고 있으며, PC의 하드웨어를 강화하여 연산처리능력을 빠르게 해서 검사속도 단축을 실현했다. 소프트웨어들도 강화되고 있다. 특히, AI기술이 각 알고리즘에 접목되고 있다. 선명한 이미지를 확보할 수 있는 필터링 기술과 재구성하는 기술 등이 나날이 좋아지고 있다. X-Ray 검사업체별로 그 시간이 약간 다르지만 일부 업체에서는 생산라인에 대등 가능한 수준까지 낮췄다. 업계에서는, AXI를 인라인화시키기 위해서는 FOV당 검사완료하고 다음 영역으로 이동하는 시간을 10초 이하가 되어야 한다고 말하고 있다. 해당 업체들은 고속검사 성능의 신규 모델 혹은 버전을 연이어 출시하고 있어서 라인 적용 가능성을 높이고 있다. 여기에 가격적인 측면까지 고려하여 인라인 3D AXI 시장개화에 집중하고 있는 모습이다.
검사속도 개선을 위해 최소의 CT 슬라이스 수량으로 3D 볼륨데이터를 구현하여 최고 수준의 검사신뢰성을 유지하는 솔루션에 집중하고 있다. 3D 구현시간이 단축될수록 검사시간을 줄일 수 있기 때문이다. D 업체 관계자는 “In-Line 3D CT AXI 시장에 대한 기대감이 충만하지만, 아직도 해결해야 되는 영역이 많이 남아 있다. 대부분의 업체들이 검사속도 개선 노력에 집중하지만, 환경적인 요인에 의한 보정 솔루션도 동반 연구되어야 한다. 일례로, 보드의 휨의 보상 솔루션과 같은 제품 환경요인도 해결해야 한다. 단순히 3D 이미지를 만드는 것을 떠나서 중요한 포인트이다. 더불어 실제로 실용성을 높이기 위해서는 하드웨어적인 정밀도 구축도 주요 요인이다. 반도체 업종에서는 10미크론 내의 해상도를 요구하는데, 기구적으로 이 수준을 맞추기는 거의 불가능하다. 이를 극복하는 솔루션이 준비되어야 한다. 여러 환경적인 조건을 감안하지 않으면, 인라인 3D CT AXI 개화를 기대하기 어렵다”고 말했다.
일각에서는 인라인 생산사이클을 맞추는 구조로, 인라인 2D AXI와 3D CT AXI를 결합한 라인구조가 대안이 될 수 있다고 제안하고 있다. D 업체 관계자는 “인라인 자동검사 공정을 구현할 수 있는 방법은 여러 가지가 있다. 가장 으뜸은 3D CT AXI를 이용한 전수검사이다. 그런데 이는 아직 현실적으로 반영하기 어려운 부문이 있다. 그렇다면 2D와 3D를 상호보환적인 관계를 유지하는 방법도 생각해 볼 만하다”면서, “2D AXI를 통해 1차적으로 불량과 양품을 분류해 내고, 모호한 상황이거나 불량 의심 영역에 대해서만 2차적으로 3D CT AXI를 활용하는 구조이다. 이러한 다중적인 검사 방법이 품질 제고와 생산성 증대에 이바지할 것”이라고 말했다.
TGV, 3D CT AXI의 새로운 시장으로 급부상
요즘 중요한 새로운 시장으로 유리기판 TGV(Through Glass Via) 검사가 많이 회자되고 있다.
AI 산업의 확대로 반도체 제조 기술에서 유리기판이 주목받고 있다. 유리기판은 데이터 속도와 전력 소모를 개선할 수 있다는 장점을 지녔다. 고밀도 배선, 높은 신뢰성, 열 방출 개선 등의 특징으로 인해 AI 칩 구동에 필수적인 기술로 여겨지고 있다. 더불어 대면적화와 기판 휨 개선 등의 장점도 큰 이점으로 여겨지고 있다.
TGV는 유리기판에 미세한 구멍(홀)을 뚫어 전기적 신호를 전달하는 기술로 유리기판 양산 공정의 핵심이다. 메탈라이징은 기판에 금속 박막을 형성하는 공정으로 높은 순도와 밀도를 통해 우수한 접착력을 제공한다.
X-Ray 업계에서는 유리기판 TGV 충진율, 홀 상태, 내부 상태 검사 등을 목적으로 하는 양산형 3D CT AXI에 대한 문의가 늘어나고 있다고 말하고 있다.
관통 홀 내부에 도전재를 채워 넣는 TGV나 TSV에서 발생하는 대표적인 불량 중 하나가 그 도전재가 제대로 채워지지 않는 현상이다. 충진 상태를 확인하기 위해 3D CT 비파괴 검사 방식을 찾고 있다. 기존에는 3D CT의 느린 검사시간에 의한 제한된 생산성 때문에 별도의 라인을 구성하여 샘플링 검사하는 방법이 최선이었다.
검사시간 단축을 위해 업계에서는 3D 영상 구현을 좀 더 빠르게 하고, 이를 빠르게 검사하는 알고리즘 개발 및 적용에 힘을 기울이고 있다. X-빔을 조사한 후 CT 슬라이스 수를 조합하는 일련의 과정을 빠르게 하기 위해 단면 슬라이스 검사 기술이 많이 이야기되고 있는 가운데 실시간 급의 3D 영상 구현을 자랑하는 업체도 등장했다. 대용량의 3D 영상을 빠르게 받아서 처리할 수 있는 전송 및 처리 성능을 강화하였다. 검사 알고리즘 측면에서는 AI 기술을 적극 활용하고 있다. X-Ray를 찍고 3차원 형상을 만드는 데서 그치는 것이 아니라, 이를 어떻게 고속으로 처리할 수 있을 것인가가 핵심이다. (주)자비스 XSCAN 영업팀 박병찬 부장은 “TGV Cu 충진상태는 기존의 비전검사기로 검사가 불가하여 투과력이 높은 X-Ray 장비가 반드시 필요하다. 또한 Cu 충진상태는 고가 유리기판의 불량율에 큰 영향을 주기에 510mm × 515mm 유리기판 전체를 검사해야만 한다. 또한 코어 Glass의 두께가 두꺼워지고 홀간 간격이 좁아지는 경향에 맞춰 2D가 아닌 3D CT검사의 필요성이 더욱 크게 부각되고 있다”고 전하면서, “그리고 510mm × 515mm 대면적을 위해서는 빠른 검사속도가 필요하여 유리기판 TGV 검사를 위해서는 인라인 3D CT AXI 장비가 필요하다. 유리기판 내의 Cu 충진상태 검사가 화두로 떠 오르고 있다”고 덧붙혔다.
테크밸리(주) 이찬수 부장은 "AI 칩과 같은 고성능 반도체 구현에 필요한 핵심 부품으로 주목받고 있다. 유리기판은 데이터 처리 속도와 전력 효율을 개선하여 AI 반도체 성능 향상에 기여할 것으로 기대되고 있다"면서 "현재 글로벌 업체는 경쟁적으로 차세대 반도체 패키징에 유리기판을 도입한다는 전략을 수립하고 있다. 이와 관련해 초고속의 3D CT AXI 수요가 확대될 것으로 예상한다. TGV 형상, 크랙 및 품질 검사 요구가 강하게 나오고 있다"고 말했다.
전장의 자동화 전환 & 방사능 피폭 솔루션 수요 늘어
최근 글로벌 자동차 업체의 생산공정의 인라인화에 따른 수요가 늘어나고 있다. SAKI코리아 김규섭 지사장은 “자동차 업종의 생산품질 이슈는 여전히 뜨거운 주제이다. 예기치 못한 불량이 운전자의 생명을 좌우하는 최악의 상황이 연출될 수 있다. 자율주행, 친환경 차량에 SMD보드가 많이 들어감에 따라 불량 유출을 원천 차단하려는 움직임이 커졌고, 그로 인해 인라인 X-Ray 전수 검사로 전환하고 있다. 여기에 다기능화를 위한 양면보드, 적층형 패키지 부품 등의 사용이 일반화되면서 특히, 3D CT AXI 니즈가 강하게 나오고 있다. 특히, 사람의 손을 최대한 타지 않게 하는 자동화·무인화를 지향하고 있다. 이와 관련하여 고속의 3D CT AXI 니즈가 강하게 나오고 있다”고 전했다.
전장, 반도체 업종에서 3D CT 방사능 피폭과 관련해 조금씩 이야기가 나오고 있는 것으로 파악되었다. 몇년 전 X-Ray 피폭에 따른 반도체 소자의 손상이 현장에서 불거져 나온 적이 있었는데, 이와 비슷한 사례가 3D CT 설비를 이용하는 전장 물종 및 반도체 업종에서 나오기 시작했다는 것이다. 이로 인해 ‘방사능 피폭 시뮬레이션’과 같은 피폭량을 사전에 확인할 수 있는 기능의 요구가 강하게 나오고 있다. |
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