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"'첨단패키지센터' 구심점으로 반도체 인재 끌어모아야" [OSAT 보고서]③차세대 반도체 R&D센터 수장 김형준 단장이 말하는 후공정 육성 방안

김혜란 기자공개 2022-08-08 10:53:59

[편집자주]

국내 반도체 생태계에서 패키징·테스트 외주기업(OSAT)은 유독 존재감이 약했다. 대만 ASE, 미국 앰코(AMKOR), 중국 스태츠칩팩(JCET) 등이 장악한 세계 OSAT 시장을 넘볼만한 기술도, 규모의 경제도 갖추지 못했다. 그러나 국가적 과제인 비메모리 육성은 후공정(패키징·테스트) 생태계가 뒷받침할 때 풀 수 있다. 시스템 반도체 성능을 좌우할 최첨단 패키징 기술을 어느 국가가 선점하느냐가 글로벌 반도체 주도권 전쟁의 승패를 가를 '키'가 됐다. 취약한 후공정 생태계를 어떻게 키워야 할까. 삼성전자부터 OSAT 기업을 만나 현주소를 짚어보고 의견을 들어본다.

이 기사는 2022년 08월 03일 09:20 thebell 유료서비스에 표출된 기사입니다.

후공정 생태계 육성을 위한 핵심 키워드는 '인재'와 '기술'로 요약된다. 문제는 중소기업 위주인 국내 반도체 패키지·테스트 외주 기업(OSAT)들은 3차원(3D) 등 미래 기술에 투자할 여력도, 인재를 끌어들일 유인도 크지 않다는 점이다.

첨단 패키징 기술은 빠른 속도로 진화한다. 이에 맞춰 글로벌 OSAT는 물론 삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산)의 경쟁사인 대만 TSMC와 미국 인텔도 대규모 자본을 투입해 첨단 패키징 기술 선점에 사활을 걸고 있다. 시장의 큰 흐름이 바뀌는 시기에 기회를 놓치면 국내 OSAT는 생존을 걱정해야 하는 상황에 직면할 수 있다.

정부의 미래 반도체 전략 수립을 지원하기 위해 2020년 출범한 차세대지능형반도체사업단도 OSAT 육성책에 대한 고민이 깊다. 김형준 차세대지능형반도체사업단 단장은 "그동안 조명받지 못했던 후공정 업계를 지원하지 않으면 국내 반도체 산업은 현재 위치도 유지하기 힘들 것"이라며 "정부의 적극적인 투자가 절실하다"고 강조했다.

◇OSAT 구심점 될 R&D 센터

김 단장은 "패키징 기술 트렌드가 굉장히 빠른 속도로 바뀌고 있다"며 "한국은 삼성전자, SK하이닉스 주도의 메모리 반도체 패키지 기술 쪽에 자원이 편중된 만큼, 후공정 R&D를 국가적으로 지원할 필요가 있다"고 말했다.

사업단이 제시한 대책은 OSAT의 구심점이 될 R&D 센터인 '첨단 반도체 패키지 종합센터'를 만드는 것이다. 센터에서 반도체 설계와 전공정, 후공정까지 반도체 생산 밸류체인 전반을 아우르는 연구를 진행해야 경쟁력 있는 패키징 기술력 확보가 가능하다. 또 패키징과 테스트 시제품을 검증해 볼 '실증센터'도 함께 둬야 한다는 게 김 단장의 생각이다.

현재 국내 반도체 공용팹(Fab·공장)은 전공정에 치우쳐 운영되고 있다. 후공정 공용팹이 만들어지면 국내 OSAT의 시제품 제작이 원활하게 이뤄질 수 있고, 새로 개발한 패키지용 소재·부품·장비(소부장) 공정의 유효성을 바로바로 검증하는 데도 유리하다.

김 단장은 "세액공제 등의 혜택을 주는 것도 중요하며 R&D를 지원하기 위해 정부 지원금을 직접 투입할 필요도 있다"며 "OSAT뿐만 아니라 협력사 소재 ·부품·장비(소부장)기업을 전반적으로 지원해야 한다"고 목소리를 높였다.

이미 경쟁국 정부는 지원책을 마련해 후공정 산업을 전략적으로 육성 중이다. 미국에선 상무부 산하 국립첨단패키징제조연구소가 기술 개발과 인력 양성의 중심이 되고 있으며, 싱가포르는 미국 장비 업체 어플라이드머티리얼즈(AMAT)의 고급 패키징 장비 R&D 센터를 유치했다. 대만은 국립칭화대를 중심으로 주요 반도체 기업이 협력해 패키징 연구 센터를 운영하는 등 산학연(산업계와 학계, 연구 분야) 협력이 활성화돼 있다.

정부는 판교~기흥~화성~평택~온양의 서쪽과, 이천~청주의 동쪽이 경기도 용인에서 연결되는 ‘K-반도체 벨트’를 조성한다는 전략을 추진 중이다. 패키징 기업 중에선 지난해 말 네패스라웨가 선도적으로 K 반도체 벨트 위에 충북 괴산첨단산업단지 청안캠퍼스에 PLP팹을 준공했다.(출처:산업통상자원부)

◇전공정 못지않은 우수 인재 양성 절실

대기업에 몰리는 반도체 인재들을 OSAT로 유인할 대책도 절실하다. 미래에는 전공정과 후공정의 경계가 모호해지기 때문에 후공정 기술이 전공정에 비해 단순하다는 인식을 전환하고 정부 차원에서 인재 양성 프로그램을 만들 필요가 있다는 게 김 단장의 생각이다.

이종 칩을 적층해 하나로 묶는 차세대 패키징 칩렛(Chiplet)을 구현할 첨단 패키징은 구리와 구리의 직접 연결을 통해 하나의 칩으로 만드는 게 진화의 방향성인데, 전공정의 구리를 이용한 배선 공정과 유사한 기술력이 사용되는 셈이다.

김 단장은 "칩렛 형태의 패키징으로 진화하면 과거처럼 패키징과 설계를 따로따로 하는 게 아니다"며 "칩렛은 칩을 설계하는 단계에서부터 패키징까지 다 알고 있어야 하기 때문에 아주 우수한 패키징 전문 인력이 많이 필요하다"고 강조했다.

국내 대학 반도체학과 내에 패키징 전공 과정을 넣거나 아예 반도체 패키지 특성화 대학을 선정하는 방안이 대안이 될 수 있다. 이어 "2030년까지 반도체 패키지 전문인재를 2000명 이상 육성해야 한다"고 덧붙였다.
*사업단 자체 분석결과 반도체 패키지 특화 교육과정은 조사되지 않았으며 반도체 전공학과 중 대학원 1곳과 전문대 5곳에서 공정 장비 및 설계, 품질측정학과 운영 중(출처:대학정보공시센터)
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