반도체 주식투자를 위한 기초틀 지식을 공유한다. 이번 시리즈는 후공정 장비에 대한 내용이다. 시리즈의 컨셉은 디테일보다는 큰 틀에 대한 이해라고 보면 좋을 것 같다. 입문자로서 반도체 관련 주식에 대한 이해도를 높이기 위한 글이다. 자세한 내용을 위해서는 더 깊숙한 공부가 필요할테니 참고하여 읽어주길 바란다.
후공정장비
주요 장비업체를 선정해보았다. 한미반도체(후공정장비 종합선물세트), 이오테크닉스(레이져 장비), 인텍플러스(검사장비) 3곳이다. 복기의 차원에서 후공정에서 주된 공정을 다시 짚어보자
본딩공정
칩을 기판에 연결하는 공정이다. 칩과 기판을 구리선으로 연결하는 전통적 방식의 와이어본딩, 칩을 뒤집어 범프로 연결하는 플립칩 방식일 앞서 설명한바 있다.
HBM
반도체에서 최근 가장 핫한 섹터이다. HBM(High Bandwith Memory)로 D램을 수직으로 적층하는 방식이다. 고대역폭이며 저전력 올려쌓았기에 적은 공간을 차지하는 장점이 있다.
통상 D램의 단점은 병목현상인데, D램의 채널(이동통로)를 넓힌 D램이라고 생각하면 좋다. DDR4 대비 20배 이상의 대역폭과 전력소비가 48% 감소하는 장점이 있다. 현재 인공지능 컴퓨터, 고성능 컴퓨터, 서버 등에 적용되고 있다. TSV 기술을 적용하여 적층한다.
TSV(Through Silicon Via, 실리콘 관통전극)
HBM을 만들기 위해 사용되는 기술이다. D램 칩에 미세한 구멍을 뚫어 상단과 하단을 수직으로 관통하는 전극을 연결한다. 메모리 반도체를 적층하여 대용량과 고성능을 구현한다. 와이어본딩 기술보다 속도와 소비 전력을 크게 개선하는 장점이 있다.
쉽게 이해하자, 메모리칩을 여러개 쌓았기에 성능은 우수하게 될 것이며 공간 효율성 역시 당연스럽게 좋아질 것이다.
기판위에 D램을 적층하여 만들어진 칩은 HBM. 구멍을 뚫어 D램을 연결하는 기술이 TSV 기술이다. 칩이 좀더 입체적인 이유인지 3D패키징이라고 표현한다. D램을 적층하여 연결한뒤 CPU,GPU 칩과 연결하는데 이를 칩렛 기술이라하며 2.5D패키징이라고 일컫는다.
후공정밸류체인 - 한미반도체
주요 사업은 VP(59.4%), TC본더(8.1%), EMI Shield(2.6%) 3가지로 구성된다. 파운드리 비중이 62.1%, 메모리는 6.6% 비중을 차지하며, 후공정 장비업체이기에 당연히 OSAT 설비투자가 전방산업이 된다.
VP(Vision Placement)
패키지를 절단하고 세척->건조->2D/3D 비전검사 -> 선별 -> 적재하는 과정을 거치는데 이 과정을 VP라고 한다.
VP 세계 1위 기업이며, 마이크로 쏘우(절단장비)를 내재화하였다. 영업이익율이 30%이상의 고마진을 취하는 기업이다.
마이크로 쏘우(절단장비)는 일본 디스코 사를 대체하여 국산화에 성공하였다.
TC 본더
TSV 공정기술을 이용한 열압착 장비이다. 3D패키징 필수 장비이며, 하이닉스와 공동개발하였다. 경쟁사들은 헤드가 1개이나 한미반도체를 2개의 헤드를 보유했다. 생산성이 높은 장점이 있다.
EMI Shield
전자파 차단장비이다. 칩의 전자파 간섭을 최소화하기 위해 사용된다. 스테인리스, 구리 등 금속을 얇게 씌워 전자파를 차단하게 된다. 스마트폰에서 전자용, 인공위성으로 사용처가 확대되고 있다. 또한, 스퍼터 방식이 있는데 동 방식에서 한미반도체가 세계 1위 기업이다
cf) 스퍼터 방식 : 스프레이 대비 높은 균일성, 긴 수명, 고품질, 얇은 두께의 강점을 지님
후공정 밸류체인-이오테크닉스
이오테크닉스는 레이져 장비 전문기업이다. 레이저마커, 어닐링, 다이싱, PCB 드릴러를 주요 사업으로 한다.
레이저마커
칩에 이름을 새기는데 필요한 장비이다. 세계 1위 기업이며, 칩렛(이종칩간 패키징)으로 칩에 표기가 중요해지고 있다.
어닐링 공정(열처리)
이건 전공정에서 필요한 장비이다. 복기를 하면 웨이퍼에 이온을 주입하여 전기적 특성을 부여한다고 했다.
쉽게 어닐링 공정을 설명한면, 이온을 주입하면 웨이퍼에 손상이 가해질 수 있다. 이때 치료가 필요한데 이를 어닐링 공정이라고 한다.
반도체 주식투자_전공정 식각과 증착
반도체 주식투자에 앞서 기본적인 이해를 해야 올바른 투자를 이어갈 수 있다. 각종 기사, 뉴스에 나온 상황을 이해함과 동시에 공시가 나왔을 때 그게 어떤 내용인지 알 수 있을 정도는 되어야
kss1kkkk.tistory.com
미세화로 인해 웨이퍼 두꼐는 얇아지는데, 기존 어닐링 장비로는 한계가 있어 레이저를 사용하게 된다. 레이저 사용 시 디테일한 보정(국소부위 조정이 가능)이 가능하기 때문이다. 아래 그림으로 쉽게 이해하자
이온주입 공정 -> 웨이퍼 손상 -> 어닐링공정을 통해 웨이퍼를 치료한다.
레이저 다이싱
웨이퍼에서 칩을 자르는 공정이다. 웨이퍼의 두께에 따라 다이싱의 종류가 구분된다. 두께가 두꺼운 순으로 100UM이상 블레이드, 100UM 이하는 레이저, 30UM 이하는 플라즈마 형식으로 다이싱을 진행한다.
웨이퍼의 두께를 얇게 함으로써, 저항을 줄이고 전류 전송 능력 향상과 저전력/고성능 등 칩의 능력을 향상시킬 수 있다.
아울러 패키징 높이를 낮춰주기에 3D HBM에는 필요 충분조건이 된다.
화면상 우측 하단에 있는 스텔스 다이싱은 피사체 내부에 레이저 초점을 맞추는 방식이며, 레이저 풀 다이싱은 30UM의 얇은 웨이퍼를 커팅할 떄 사용된다. 그루빙이란 장비도 있는데, 이는 웨이퍼를 더 세밀하게 자르기 위해 레이저로 홈을 파주는 장비이다.
UV PCB 드릴러
드릴러는 패키지 기판에 구멍을 뚷는 장비이다. CO2 드릴러는 FC-BGA에 사용되며, UV드릴러는 20um 이하의 작은 비아홀을 뚫기 위한 장비이다.
후공정 밸류체인-인텍플러스
반도체 검사 장비 위주의 기업이다. 주요 거래처는 인텔(32%), TSMC(27%), ASE(13%)이 있다. 외관검사와 범프검사 그리고 2차전지 검사로 주요 사업이 나뉜다.
반도체 외관 검사장비
3D외관검사장비를 생산한다. 2018년 10월 인텔에 납품을 시작하였다.
FC-BGA 볼(범프) 검사장비
플립칩 본딩에 사용하는 범프를 검사하는 장비도 생산하다. 아래 그림 화살표의 범프(숄더블) 검사를 진행한다.
2차전지 검사장비
2차전지 레이저 노칭 검사장비를 생산한다.
리포트 참조(이베스트증권_차용호님_2023.11.21)
앞서 설명한 외관검사/미드엔드검사(범프), 2차전지 검사가 주된 사업이다. 즉, 검사 장비가 메인 사업으로 볼 수 있다.
전방산업인 반도체 Capex에 회사의 실적이 달려있다고 이해하면된다.
상기 문구중에 관심을 갖을 부분은 삼성전자의 I-Cube 패키징이다. I-Cube 패키징이라 함은 칩렛 패키징으로 로직칩과 메모리를 하나로 패키징하는 기술이다. 면적은 줄이고, 속도는 높이는 기술이다. 여기에 연관이 있다면 인텍플러스도 심도있게 공부해볼만한 기업이다.
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