반도체, 집적기술 관련 '5대 키워드' 주목해야

[이혜경기자] 반도체 기술의 핵심은 결국 집적하는 기술이라며 3D낸드, 증착장비, 퀀텀닷, 팬아웃-웨이퍼 레벨패키지(FO-WLP), EMI 쉴드 코팅(전자파 차폐 기술) 등 5가지 키워드가 부각될 것이라는 분석이 나왔다.

17일 대신증권의 김경민 애널리스트는 "반도체 산업은 자본집약적 산업이지만 의외로 고급 요리처럼 식자재·요리기구 외에도, 기술과 경험·노하우가 더욱 중요하다"며 "반도체 산업에서 선도기업과 후발기업의 기술력 차이는 결국 '집적화' 능력의 차이"라고 지적했다.

그는 이런 점을 감안할 때 한국 반도체 기업들에 비해 기술, 경험, 노하우가 부족한 중국 기업의 메모리 반도체 양산 성공 시기는 6~7년 이후로 전망했다.

김 애널리스트는 "국내 반도체 기업은 반도체 집적화를 전공정부터 후공정까지 전방위적으로 추진하고 있다"며 "앞으로 3D낸드, 증착장비, 퀀텀닷, FO-WLP, EMI 쉴드 코팅 등 반도체 집적과 관련한 5가지 키워드의 중요성이 부각될 것"으로 예상했다.

김 애널리스트에 따르면, 3D 낸드의 경우 현재 중국뿐만 아니라 전 세계적으로 대규모 설비투자가 이뤄지고 있는데, 이는 공급 경쟁이 아니라 신규 수요에 대비하는 설비투자다. 애플 아이폰의 낸드 탑재량 증가와 솔리드스테이트드라이브(SSD) 수요 증가로 인해 신규 증설 및 전환 투자가 요구되고 있다는 설명이다.

반도체 전공정에서 사용빈도가 높은 증착장비의 경우, 반도체 집적화가 전개될수록 플라즈마 증착(PECVD)과 원자층 증착(ALD) 장비의 적용 범위가 확대될 것이라는 기대다. PECVD 장비는 3D 낸드에서 희생막, 절연막, 중간층(Interlayer) 형성을 위해 필수적으로 사용된다. ALD 장비는 고도로 집적화된 반도체 구조 내에서 얇은 막, 층, 간층(Layer)을 형성하는 데 필수적으로 사용된다.

퀀텀닷은 반도체 발광소자로서 유기발광다이오드(OLED)와 공존이 가능하다며 OLED TV 내부구조 집적화에 기여할 것으로 관측됐다.

김 애널리스트는 "상대적으로 두꺼운 LED TV가 훨씬 얇은 OLED TV로 교체되면 BLU와 퀀텀닷 필름은 사라질 것처럼 보이지만 최근 퀀텀닷과 같은 기존 발광 소자가 OLED 유기재료와 공존할 수 있는 기술이 개발되고 있다"며 이 같이 내다봤다.

아울러 "OLED 소자와 컬러필터에 각각 발광층을 구현해 소자 수명을 개선한 하이브리드 OLED가 부각되고 있어 이와 같은 구조를 통해 퀀텀닷은 OLED 소자와 공존하는 한편, TV 내부구조 집적화에 기여할 것"으로 기대했다.

판도체 후공정 집적화를 극대화하는 기술인 팬아웃-웨이퍼 레벨패키지(FO-WLP)에 대해서는 후공정 패키징이 PoP(PKG on PKG)에서 CoC(Chip on Chip)로 더욱 집적화될 것으로 봤다. FO는 반도체 칩의 하단 구조를 뜻하고, WLP는 개별 반도체 칩 중에서 불량품이 아닌 칩을 모아 둥근 웨이퍼 형태 또는 직사각 바둑판형태로 배열해 후공정 패키징과 테스트를 전개한다는 의미다.

전자파 차폐는 2차대전 이전부터 상용화된 기술이지만, 그 구현방식이 최근에는 반도체 칩 바로 위에 전자파 차폐물질을 마이크로미터 두께로 얇게 코팅하는 EMI 쉴드 코팅 기술로 변화되고 있다. EMI는 전자파에 의한 간섭이나 장해를 뜻한다.

김 애널리스트는 "전자파 차폐 소재도 반도체 칩 위에 직접 코팅되기 때문에 EMI 쉴드코팅은 반도체 집적화에 기여하게 될 것"으로 진단했다.

그는 "이러한 코팅방식은 경박단소형 기기인 스마트폰과 웨어러블 기기에 적합하다"며 "EMI 쉴드 코팅은 통신 관련 능동·수동부품과 낸드 플래시에만 적용되고 있지만, 향후 D램과 다른 비메모리 칩까지 확대돼 적용될 것"으로 전망했다.