반도체 생태계에서 OSAT 분야의 중요성이 점차 부각되고 있습니다. OSAT의 뜻과 장점 그리고 중요성에 대해 알아보고 국내외 주요 OSAT 업체로는 어떠한 기업들이 있는지 공부해 보도록 하겠습니다.
OSAT 뜻
OSAT는 Outsourced Semiconductor Assembly and Test의 약자로 ‘외주반도체패키지테스트’ 업체를 뜻합니다. OSAT 업체들은 파운드리 업체로부터 외주 물량을 수주하여 패키징 및 테스트 작업을 진행하게 됩니다. 대표적인 파운드리 기업으로는 우리나라의 삼성전자, 대만의 TSMC, 미국의 글로벌파운드리 등이 있습니다. 이들 파운드리 기업은 OSAT을 비롯한 IP(설계자산), DSP(디자인 솔루션), EDA(전자 설계 자동화) 등의 분야별 파트너 업체들과 상생 및 협력을 강화해 나가고 있는 추세입니다.
OSAT 장점
OSAT 업체의 활용은 대형 파운드리 업계에 여러 가지 측면에서 이점을 제공하고 있습니다. 이는 삼성전자와 같은 대형 반도체 제조사들이 경쟁력 있는 파운드리 생태계를 조성하고자 하는 이유가 되기도 합니다.
1. 비용 및 효율성
파운드리 업체들은 OSAT 업체에게 패키징 및 테스트 공정을 위탁함으로써 생산 비용을 절감할 수 있습니다. OSAT 전문 업체들은 특정 규모의 반도체를 대량 생산할 수 있으며 이를 통해 파운드리사는 생산 원가를 낮추고 시장에서 가격 경쟁력을 가질 수 있습니다. 또한 파운드리 업체에서 자체적으로 후공정 작업을 진행하려면 새로운 공장을 짓고 설비에 투자를 해야 하며 공장 가동 초기에 수율 등 여러 측면에서 리스크가 존재합니다. 반면에 OSAT 업체에게 위탁을 맡기면 추가적인 투자비용과 리스크를 줄일 수 있는 장점이 있습니다. OSAT 업체들은 고도화된 생산라인을 갖추고 있으며 파운드리 업체는 이를 이용하여 리스크 없이 생산량을 늘릴 수 있습니다.
2. 기술 전문성
OSAT 업체들은 패키징과 테스트 분야에 특화된 전문 기술 및 노하우를 보유하고 있습니다. 파운드리사는 OSAT 업체들을 파트너사로 편입함으로써 보다 전문적이고 고도화된 기술력을 확보할 수 있습니다. OSAT 업체는 시장 변화에 따른 신속한 대응과 주문량에 따른 유연성을 제공합니다.
3. 고객사 다양화
대형 OSAT 업체들은 여러 지역의 다양한 글로벌 고객사들과 협력관계를 형성하고 있습니다. 파운드리 업체는 OSAT 업체의 글로벌 관계망을 활용하여 새로운 지역의 시장 진출을 모색할 수 있으며 해당 지역에서 보다 높은 경쟁력을 확보할 수 있습니다.
OSAT 중요성
OSAT의 중요성이 부각되고 있는 가장 근원적인 이유는 반도체 개발의 한계성 때문입니다. 이미 나노 단위까지 소형화가 진행된 상황에서 더 작고 정밀한 반도체 칩을 생산하는 것은 기술이나 비용적인 측면에서 매우 어려운 작업입니다. 이러한 이유로 반도체 제조사들은 패키징 등의 OSAT 분야의 기술력을 극대화하여 반도체의 성능을 최대한 끌어올리고 있는 추세입니다.
반도체의 성장과 함게 패키징 기술도 점차 발전해 왔습니다. 최근에는 MCP(Multi Chip Package), 칩렛(Chiplet), 이종결합 등 다양한 형태의 패키징 기술이 개발 및 적용되고 있습니다. 평면 형태의 칩 배열을 수직으로 적층하여 3D 형태를 구현하거나 기판 위에 각기 다른 역할을 수행하는 칩들을 쌓기도 합니다. 이러한 고도화된 패키징 기술은 모듈의 성능 향상뿐만 아니라 전력 효율 향상, 수율 개선, 비용 절감 등 여러 측면에서 반도체의 역량을 극대화하고 있습니다.
OSAT의 중요성을 보여주는 대표적인 예로 TSMC를 들 수 있습니다. TSMC는 현재 독보적인 파운드리 글로벌 1위 기업으로 시장 점유율 50%을 유지하고 있습니다. 최근 삼성전자가 세계 최초로 3나노 제품 개발에 성공했지만 여전히 애플, 엔비디아 등 대형 고객사들은 대부분의 물량을 TSMC에 넘기고 있습니다. 이러한 이유는 바로 TSMC가 세계 최고 수준의 OSAT 업체들을 파트너사로 보유하고 있기 때문입니다. 실제로 대만의 OSAT 업체 ASE, KYEC, Powertech, ChipMOS 등은 글로벌 탑티어 후공정 업체들로 분류되고 있으며 세계 최고 수준의 패키징 및 테스트 역량을 자랑하고 있습니다.
OSAT 주요 기업
국내외 대표 OSAT 업체들에 대해 간략히 살펴보겠습니다.
<해외>
1. ASE(Advanced Semiconductor Engineering, inc.)
대만 대표 OSAT 기업으로 세계 1위 OSAT 업체로 평가되고 있습니다. 글로벌 파운드리 업체를 대상으로 반도체 원재료, 패키징, 테스트, 기판 조립 등 다양한 턴키 솔루션을 제공합니다. TSMC, UMC 등을 주요 고객사로 두고 있으며 그룹 내 유명 OSAT 업체 ‘SPIL’과 EMS(전자기기 위탁 생산) 기업 ‘USI’를 보유하고 있습니다.
2. Amkor(Amkor Technology, inc.)
미국의 OSAT 업체로 대만 ASE와 함께 1위 자리를 경쟁하고 있습니다. 미국 애리조나주에 본사를 두고 있으며 과거 한국에서 창립된 ‘아남전자’를 전신으로 하고 있습니다. 전 세계 8개국에 걸쳐 20여 개의 제조 거점을 두고 있으며 약 3만 명의 직원이 근무하고 있습니다. AI, 자동차, 인터넷 등 다양한 종류의 반도체에 적용되는 패키징 및 테스트 종합 솔루션을 제공하고 있습니다.
3. JCET(Jiangsu Changjiang Electronics Technology Co., Ltd.)
중국 장쑤성에 본사를 두고 있으며 중국 내 최대 OSAT 업체로 알려져 있습니다. 반도체 조립부터 패키징, 테스트까지 후공정 서비스를 제공합니다. 2015년 싱가포르 대표 OSAT 기업 ‘스태츠칩팩’을 인수하면서 글로벌 TOP 5 기업으로 도약하게 되었습니다. 한국과 중국에 R&D 센터를 보유하고 있으며 전 세계 6개의 생산기지를 갖추고 있습니다. WLP, SIP, 2.5D/3D 등의 고도화된 패키징 기술력을 보유하고 있으며 모바일, 통산, 컴퓨터, 자동차 등 다양한 분야의 반도체에 적용되고 있습니다.
4. Powertech Technology, inc.
1997년 설립된 대만의 OSAT 업체로 DRAM 등의 메모리 반도체의 패키징 및 테스트를 주력으로 하고 있습니다. 대만, 중국, 싱가포르, 일본에 생산기지를 두고 있으며 18,000명 이상의 직원이 근무하고 있습니다. Panel-Level FO, TSV, Flip-Chip 등의 다양한 첨단 패키징 기술을 보유하고 있습니다.
5. KYEC(King Yuan Electronics Corp.)
KYEC는 대만의 OSAT 업체로 웨이퍼 프로브 검사와 최종 제품의 패키징 및 테스트 서비스를 주력으로 하고 있습니다. 특히 반도체 테스트 분야에서 글로벌 2위 수준의 매출 규모를 자랑하고 있습니다. 4800여 개 이상의 테스트 플랫폼을 보유하고 있으며 BGA, QFN, DFN, eMMC 등 다양한 형태의 반도체 제품에 대한 패키징 서비스를 제공합니다.
<국내>
1. 두산테스나
시스템 반도체 테스트 전문 기업으로 후공정에서 웨이퍼 프로브 테스트 및 최종 패키지 테스트를 주력으로 하고 있습니다. 국내에서 유일하게 CIS, SoC, MCU, 스마트카드 IC 등 모든 공정에 대응이 가능한 장비 라인업을 보유하고 있으며 웨이퍼 테스트 분야 국내 시장점유율 1위를 기록하고 있습니다. 기존의 시스템 반도체 영역을 넘어 D램, S램 등의 메모리 분야를 포괄하는 반도체 종합 솔루션 기업으로 사업 영역을 확대해 나가고 있습니다.
2. 하나마이크론
반도체 후공정 전문 기업으로 범핑공정부터 웨이퍼 테스트, 패키징, 테스트, 모듈 조립 및 검사까지 턴키 솔루션을 제공합니다. Flip-Chip, 라미네이트, 리트프레임, Wafer Level 패키징까지 다양한 패키징 포트폴리오를 보유하고 있으며 미국과 브라질, 베트남 등지에 글로벌 네트워크를 확보하고 있습니다.
3. SFA반도체
주문형 반도체 생산 기업으로 범핑, 패키징, 테스트 등의 후공정 서비스를 주력으로 하고 있습니다. FO-WLP, CoC, CoW, Filp-Chip, 라미네이트, 리드프레임 등 다양한 패키징 솔루션을 제공하고 있습니다. 국내에는 천안에 1·2 공장 두 곳의 생산 라인을 보유하고 있으며 제1공장에서는 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등으로부터 수주한 메모리 반도체 물량을 책임지고 제2공장에서는 PMIC, RFIC 등의 시스템 반도체 패키징 작업이 이루어지며 WLP를 전략 사업으로 낙점하고 물량을 확대해 가고 있습니다.
4. 네패스
국내 대표 OSAT 업체 중 하나로 반도체 후공정 서비스를 주력으로 하고 있으며 2차 전지, 기능성 필름, LED 등의 분야로 사업 영역을 확대해 가고 있습니다. Wafer Level 패키징 공급 업체로 8인치, 12인치 Flip-Chip 범핑 테스트를 포함한 종합 턴키 솔루션을 제공합니다. WLCSP, FOWLP, PLP, SiP 모듈, 2.5D/3D 모듈 등 다양한 패키징 라인업을 보유하고 있으며 FO(팬아웃) 패키징을 주력으로 하여 포트폴리오를 확대해 가고 있습니다. 또한 시스템 반도체 테스트 전문 업체 ‘네패스아크’를 자회사로 두고 있습니다.
5. 엘비세미콘
엘비세미콘은 반도체 후공정 전문 기업으로 범핑, 패키징, 테스트 서비스를 제공하고 있습니다. 주요 고객사로 삼성전자와 LX세미콘을 두고 있으며 DDI(디스플레이 구동 칩) 부문에서 약 70%의 매출이 발생하고 있습니다. WLCSP 등으로 웨이퍼 범핑 기술을 확대해 나가고 있으며 최근에는 매출 다각화를 위해 CIS(이미지 센서), AP(애플리케이션 프로세서) 분야 진출을 모색하고 있습니다. 주요 자회사로는 반도체 패키징 기업 ‘엘비루셈’이 있으며 동사는 신성장 동력 확보를 목적으로 올해 3월 전력반도체 기업 ‘세미파워렉스’의 지분 25%를 인수한 바 있습니다.