반도체 패키지 기판 (기판)

IC 기판이란 무엇입니까?

집적 회로 기판(또는 IC 패키지 기판)은 IC 패키지의 기판입니다. 베어 IC를 보호하는 것 외에도 IC 기판은 연결된 칩과 회로 기판의 중간 제품에도 연결됩니다. 따라서 IC 기판은 회로 성능에 상당한 영향을 미칩니다.

IC 기판은 패키징 기판이며 칩 패키징 공정에서 없어서는 안될 부분입니다. IC 기판은 고밀도, 고정밀, 고성능, 소형화 및 박형의 특성을 가지며 주요 기능은 칩을 운반하고 칩을 지지, 방열 및 보호하여 다중 핀을 달성하고 포장 제품의 부피를 줄이며 전기적 성능 및 방열 또는 다중 칩 모듈화를 향상시킵니다. IC 기판은 칩과 PCB 마더 보드 사이의 전자 연결을 제공하고 "이전과 다음을 연결"하는 역할을합니다. IC 기판은 특정 시스템 기능을 달성하기 위해 수동 능동 부품과 함께 내장될 수도 있습니다.

IC 기판 구조도

 

 

IC 기판 산업 체인

 

 

IC 기판은 고급 패키징 분야에 대한 칩 패키징 기술 개발의 산물이며 집적 회로 산업 체인의 패키징 및 테스트 링크의 핵심 캐리어입니다. 고밀도, 다기능 및 고집적 방향의 집적 회로 기술의 발전과 함께 패키징 기술도 다중 핀, 좁은 피치 및 초소형화 방향으로 진화하고 있습니다. 2000년을 경계점으로 삼아 포장 산업은 전통적인 포장 단계와 고급 포장 단계로 나뉩니다. 전통적인 패키징 단계에는 잭 요소, 표면 실장 및 영역 어레이 패키징의 시대가 포함됩니다. 고급 패키징 단계는 적층 패키징, SoC(시스템 온 칩 패키징) 및 MEMS(미세 전자 기계 패키징)로 나뉩니다. 반도체 패키징 산업은 현재 주로 BGA 및 PQFN 및 기타 패키징 형태의 에어리어 어레이 패키징 시대에 접어들었으며 대량 생산을 시작했으며 SiP 및 MCM을 메인 스테이지로 하여 적층 패키징 단계로 점차 발전했습니다.

전통적인 패키징에서 고급 패키징에 이르기까지 패키징 기술의 발전은 IC 기판의 기술 표준에 대한 더 높은 요구 사항을 제시했습니다. IC 기판의 기본 재료에는 동박, 수지 기판, 습식 필름, 드라이 필름 및 금속 재료가 포함되며 제조 공정은 PCB와 유사합니다. 그러나 라우팅 밀도, 선폭, 층간 정렬 및 재료 신뢰성과 같은 표준은 PCB보다 높습니다. 전통적인 PCB 제조는 절삭 공정을 사용하며 최소 선폭은 50μm보다 커서 고집적 칩 패키징을 위한 정밀 매개변수 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 개선된 반첨가 제조 공정에서 IC 기판의 선폭을 25μm 미만으로 줄일 수 있어 고급 패키징의 매개변수 요구 사항을 충족합니다. 전통적인 PCB 제조 공정과 비교하여 IC 기판이 극복해야 할 기술적 어려움에는 코어 기판 제조 기술, 마이크로비아 기술, 막힌 구멍 도금 구리 도금 및 충전 공정, 패턴 형성 및 구리 도금 기술이 포함됩니다.

IC 기판과 PCB 사양 비교

 

 

패키징 공정에 따라 IC 실장 기판은 와이어 본딩 패키지(WB)와 플립 팩(FC)으로 나눌 수 있습니다. 와이어 본딩 공정은 미세한 금속 와이어를 사용하고 열, 압력 및 초음파 에너지를 사용하여 금속 리드와 칩 패드 및 기판 패드를 단단히 용접하여 칩과 기판 간의 전기적 상호 연결 및 칩 간의 정보 교환을 실현합니다., RF 모듈, 메모리 칩 및 MEMS 장치 패키징에 널리 사용됩니다. 플립 버전은 솔더 볼을 사용하여 칩과 기판을 연결하고 칩을 뒤집어 해당 기판에 붙여넣고 가열 및 용융 솔더 볼을 사용하여 칩과 기판 패드의 조합을 실현하여 CPU, GPU 및 기타 제품의 패키징에 널리 사용되었습니다.

와이어 본딩 패키지(WB)

 

플립 패키지(FC)

 

 

다양한 패키지 유형에 따라 와이어 본딩 패키지와 플립 팩을 사용하는 IC 기판은 다양한 제품 유형으로 나눌 수 있으며 제품 유형에 따라 응용 분야가 약간 다릅니다. 주요 패키지 유형에는 플립 형태의 BGA, PGA, LGA 및 CSP와 와이어 본딩이 있는 BGA, CSP, RF 모듈 및 디지털 모듈이 포함됩니다.

 

패키지 유형별 IC 기판 유형

 

 

IC 기판은 다양한 포장 재료에 따라 경질 포장 기판, 연포장 기판 및 세라믹 포장 기판으로 나눌 수 있습니다. 경질 기판의 주요 재료는 BT 수지, ABF 수지 및 MIS이며 앞의 두 가지가 가장 널리 사용됩니다. BT 수지 기판 재료는 높은 내열성, 내습성, 낮은 유전 상수 및 낮은 분산 계수로 인해 반도체 패키징, 칩 LED 및 고주파 응용 분야에서 높은 시장 점유율을 차지하고 있습니다. ABF 기판 소재는 90년대 인텔이 주도한 소재로 핀 수가 많고 투과율이 높은 플립 칩과 같은 고급 캐리어 기판 생산에 사용되며 주로 CPU, GPU, 칩셋 등 대형 하이엔드 칩에 사용됩니다.

포장재에 따른 IC 기판 유형 분류

 

IC 기판의 다운스트림 응용 분야에는 주로 통신, 컴퓨터, 모바일 단말기, 산업 제어, 의료, 자동차 전자 제품, 항공 우주 및 기타 분야가 포함됩니다. 응용 분야에 따라 제품은 메모리 칩 패키징 기판, MEMS 패키징 시스템, RF 모듈 패키징 기판, 프로세서 칩 패키징 기판 및 고속 통신 패키징 기판의 5가지 유형으로 나뉩니다. 스마트폰 및 태블릿과 같은 이동 통신 제품에서는 패키징 기판이 널리 사용됩니다. 예를 들어, 저장용 메모리 칩, 감지용 미세 전자 기계 시스템, 무선 주파수 식별용 RF 모듈, 프로세서 칩 및 기타 장치는 모두 패키징 기판을 사용하며 고속 통신 패키징 기판은 데이터 광대역 및 기타 분야에서 널리 사용되었습니다.

응용 분야별 IC 기판의 종류

 

 

IC 기판의 재료 구성에는 동박, 기판, 건식 필름, 습식 필름 및 구리 볼 금염과 같은 금속 재료가 포함됩니다.

IC 기판의 주요 원료 중 하나는 동박입니다. IC 기판에 필요한 전해 동박은 초박형 균질 동박으로 1.5μm까지 낮출 수 있어 일반 전해 동박보다 비싸고 가공이 어렵습니다. 2020년 하반기에는 칠레, 페루 및 구리가 구리의 주요 생산지인 기타 국가에서 전염병의 심각한 영향으로 인해 많은 광산이 폐쇄되고 생산 능력이 점차 감소하여 구리 가격이 급격히 상승했습니다. 2020년 3월 구리 가격의 저점과 비교하면 현재 구리 가격은 톤당 69,668위안으로 78% 상승했습니다. 구리 가격의 상승은 IC 기판의 가격에 영향을 미치고 패키징 및 테스트 산업의 비용을 상승시켰습니다.

IC 기판의 또 다른 원료는 비용의 35%를 차지하는 기판입니다. 주요 기판 재료는 BT 재료, ABF 재료 및 MIF 재료입니다.

(1) BT 수지

BT 수지는 20 세기의 70 년대에 일본의 Mitsubishi Gas Chemical Corporation에 의해 개발 및 연구되었습니다. 주요 원료는 BT 수지의 열경화성을 향상시키기 위해 에폭시 수지, PPE 및 알릴 화합물을 첨가하여 개질된 비스말레이미드 트리아진 수지입니다. BT 수지는 내열성, 내습성, 낮은 유전 상수, 낮은 손실 계수 등 다양한 장점을 가지고 있으며 크기 안정화, 열팽창 및 수축 방지, 장비 수율 향상에 사용됩니다. 단점은 경도가 높고 배선이 어렵고 미세한 선의 요구 사항을 충족할 수 없다는 것입니다. BT 기판은 LED 패키징 칩, 휴대폰 MEMS 칩 및 메모리 칩에 사용됩니다.

 

(2) 아바프

인텔이 이끄는 ABF 중국 이름 아지노모토 스태킹 필름은 일본 아지노모토 컴퍼니에 의해 잘렸습니다. ABF 소재는 회로가 얇고 핀 수가 많고 투과율이 높은 IC 기판으로 사용할 수 있으며 CPU, GPU 및 칩셋과 같은 대형 고급 칩에 사용됩니다. ABF는 열간 압착 공정 없이 ABF 기판의 동박에 ABF를 직접 부착하여 회로로 사용할 수 있습니다. ABF는 FC BGA 패키지의 표준 소재가 되었습니다.

 

(3) 미스

MIS는 초박형, 고밀도 디테일 패키징을 위해 더 미세한 배선 기능, 더 나은 전기 및 열 성능, 더 작은 폼 팩터를 갖춘 고유한 포장재를 사용합니다. 기존 기판과 달리 MIS는 하나 이상의 사전 캡슐화된 구조 레이어로 구성되며, 각 레이어는 패키징 공정 중에 전기 연결을 제공하기 위해 전기 도금된 구리로 상호 연결됩니다. MIS는 현재 아날로그, 전력 IC, 디지털 화폐 등의 시장에서 빠르게 성장하고 있습니다.

ABF는 회사의 공급 부족으로 독점되어 있으며 포장 기판은 오랫동안 공급이 부족했습니다. 팬데믹 기간 동안 재택 경제와 원격 사무실로 인해 CPU 및 GPU와 같은 LSI 칩에 대한 시장 수요가 증가하여 FC BGA 기판 부족이 가속화되었습니다. FC BGA 부족의 근본 원인은 핵심 소재 ABF의 부족입니다. ABF의 주요 공급 업체는 ≧99 %의 시장 점유율을 가진 Nissho Ajinomoto(Ajinomoto)이고 Sekisui Chemical은 <1%의 두 번째 시장 점유율을 가지고 있으며 Ajinomoto는 ABF 원료 공급에 대한 절대적인 독점권을 가지고 있습니다. 또한 아지노모토는 생산 확대에 신중을 기하고 미래 예측의 불확실성으로 인해 ABF 원료 공급을 확대하지 않으므로 기본적으로 FC BGA 기판 생산 능력 부족에 대한 해결책이 없습니다.

 

기술 및 비용 장벽은 IC 기판 산업의 집중도를 높입니다.

IC 기판의 매개변수는 일반 PCB 및 HDI의 매개변수보다 훨씬 높습니다. 선폭/간격 측면에서 기존 IC 기판 제품은 20μm/20μm에 도달할 수 있고 고급 IC 기판 선폭/간격은 10μm/10μm, 5μm/5μm로 감소하며 일반 PCB 제품은 50μm/50μm 이상입니다.

 

IC 기판 제조 공정에는 SAP(반첨가법)와 MSAP(변성 반첨가법)의 두 가지 유형이 있으며, 생산 라인 폭/간격이 25μm 미만이고 공정 흐름이 더 복잡한 제품에 사용됩니다. SAP와 MSAP는 기판에 얇은 구리 층을 적용한 다음 그래픽 디자인을 수행하고 필요한 두께의 구리를 도금하고 마지막으로 시드 층을 제거하는 것으로 간단히 설명된다는 점에서 유사한 원리로 작동합니다. 두 공정의 기본적인 차이점은 씨앗의 구리 층의 두께입니다. SAP 공정은 무전해 구리 도금의 얇은 층(1.5um 미만)으로 시작하는 반면, MSAP는 적층 동박의 얇은 층(1.5um 이상)으로 시작합니다.

 

빼기 방법은 PCB 기판 제조 방법으로, 회로와 비아를 보호하기 위해 구리 클래드 라미네이트에 구리 층을 도금하고 원치 않는 구리 껍질을 에칭하고 회로와 비아에 구리를 남겨 두는 것으로 간략하게 설명됩니다. 환원법의 가장 명백한 결함은 높은 측면 침식, 즉 구리층이 하향 에칭 과정에서 측면을 에칭하여 환원법의 미세함을 제한한다는 것입니다. 따라서 감산법의 최소 선폭/선간격은 50μm만 될 수 있으며, 선폭/간격이 50μm< 경우 낮은 수율로 감산법을 사용할 수 없습니다.

IC 기판의 생산 공정에는 여러 가지 기술적 어려움이 있으며, 이는 재료 팽창 및 수축 제어, 패턴 형성, 구리 도금, 솔더 마스크 공정 및 표면 처리의 5가지 측면에 반영됩니다.

자본 투자는 또한 IC 기판 산업의 잠재적 진입자를 제한하는 장벽입니다. IC 기판의 초기 R&D 지출이 크고 R&D 주기가 길며 프로젝트 개발 위험이 큽니다. Xingsen Technology를 예로 들면, 회사는 2012년에 4억 위안 이상의 투자 규모로 IC 기판 프로젝트를 수행했으며, 이는 회사의 실적을 심각하게 끌어내렸습니다. IC 기판 프로젝트의 후속 운영에도 대규모 자본 투자가 필요합니다. 2018년부터 2020년까지 Xingsen Technology의 누적 R&D 지출은 6억 위안을 초과했으며 2020년 R&D 비용 비율은 5.45%였으며 회사는 앞으로도 연간 수익의 5%-6%를 IC 기판 프로젝트에 R&D 지출로 계속 투자할 것입니다.

수요 측면: 국내 메모리 및 MEMS 칩의 확장이 촉진되었으며 IC 기판에 대한 수요가 계속 확대되고 있습니다

글로벌 반도체 시장이 가속화되고 있으며 메모리 칩이 가장 좋은 성과를 내고 있습니다

 

"코어 부족"은 반도체 산업의 핵심 단어입니다. 2020년은 '재택 경제'와 5G 상용화의 영향으로 칩에 대한 시장 수요가 급격히 증가하여 2020년 말에 칩 부족 사태가 발생했다. 2021년에도 반도체 부족 시장은 지속됐다. "코어 부족"의 두 가지 주요 이유는 5G 시나리오의 회복과 팹 확장의 어려움입니다.

 

(1) 5G 시장의 회복은 2021년 반도체 산업의 발전을 주도했습니다. 5G 시대에는 휴대폰과 같은 전자 장치의 기능이 점점 더 복잡해짐에 따라 칩에 대한 수요가 증가했습니다. 현재 각국에서 5G 구축을 잇달아 재개하고 있으며, 주요 모바일 프로세서 제조사들도 5G 칩을 출시하고 있다. 반도체 하위 산업의 영업 이익은 2025년에 6,670억 달러에 달할 것으로 예상되며, 거대한 다운스트림 시장 공간은 5G 칩에 대한 수요를 크게 증가시킬 것입니다.

 

(2) 웨이퍼 팹은 생산을 확대하기 어렵다. 다운스트림 칩에 대한 수요를 충족하기 위해 팹은 생산 계획을 확장하기 시작했지만 8인치 생산 장비가 가동을 중단하여 생산 확장이 어려워졌습니다. 현재 팹이 8인치 생산 장비를 구매하는 방법에는 두 가지가 있습니다.: 하나는 팹 장비 공급업체 또는 OEM을 통해 직접 구매하는 방법이며 장비는 개조 후 비쌉니다. 두 번째는 8 인치에서 12 인치로 업그레이드하는 메모리 제조업체에서 중고 장비를 구입하는 것입니다. 웨이퍼 제조업체는 8인치 웨이퍼의 생산 능력이 제한되어 있으며, 이는 거대한 다운스트림 시장 격차에 직면하여 양동이의 한 방울입니다. 세계 10대 웨이퍼 제조사의 8인치 웨이퍼 성장률은 5% 미만이며, 용량 증가율도 턱없이 부족하다.

 

메모리 칩 제조업체는 반도체 시장에서 최고의 성과를 내고 있습니다. 2020년 글로벌 반도체 제조사의 매출은 4,498억 3,800만 달러에 달할 것으로 예상되며, 이 중 인텔의 매출은 702억 4,400만 달러로 전년 대비 3.7% 증가하고, 시장 점유율은 15.6%에 달할 것으로 예상됩니다. 상위 10개 반도체 제조업체 중 가장 높은 비중을 차지하는 것은 메모리 칩 제조업체이며, 삼성, SK하이닉스, 마이크론, 키옥시아 등이 모두 메모리 칩 제조업체입니다. 서버의 성장과 하이퍼 모바일 장치에 대한 수요 증가는 메모리 칩에 대한 강력한 수요로 이어졌으며 2020년 반도체 시장에서 가장 실적이 좋은 부문이 되었습니다.

 

반도체 산업의 붐으로 인해 업스트림 IC 기판 및 기타 재료에 대한 수요가 증가했습니다. 2022년 패키징 기판의 글로벌 생산량은 약 88억 달러로 추정되며 패키징 기판 출하량이 가장 빠르게 성장하는 응용 분야는 스토리지 모듈, 데이터 모듈 등입니다. 화징정보망의 예측에 따르면 2025년 중국 포장 기판의 생산액은 412억4000만 위안에 달할 것으로 예상되며 전자정보산업의 급속한 발전과 기술 업그레이드로 업계는 꾸준한 상승세를 보이고 있다. 반도체 산업의 미래 성장은 메모리 칩과 MEMS의 촉진에서 비롯될 것으로 예상되며, 이는 칩에 대한 수요를 기하급수적으로 증가시켜 칩 출하량을 직접적으로 주도하고 IC 기판 수요의 성장을 주도할 것입니다.

메모리 칩: 스토리지 업링크 주기가 도래했으며 공급이 수요를 초과합니다.

 

IC 기판의 다운스트림 시장 중 하나는 메모리 칩입니다. 중국 IC 기반 기판 회사는 주로 메모리 칩을 지향하며 NAND 플래시 및 DRAM 제품에 중점을 둡니다. Xingsen Technology, 중국에 있는 IC 기질의 개척자 제조자는, 이동 전화 PA와 서버에 사용되는 기억 단위, SSD 하드 디스크에 사용되는 NAND 섬광, 이동할 수 있는 장치에 있는 저장 MMC에서 널리 이용되는 저장 기질에 집중합니다. 심난 회로 저장 기판 포지셔닝 하이 엔드 시장, 기판 빛과 미세 요구 사항에 대한 이러한 제품은 매우 높으며, 회사는 세계 최대의 낸드 플래시 제조 업체와 접촉하고, 한국과 대만, 중국 저장 기판 시장 점유율을 관통 할 계획입니다. 동시에 이 회사는 Yangtze River Storage 및 Hefei Changxin과 같은 국내 메모리 칩 제조업체에 IC 기판 제품을 지원하며 향후 성장 잠재력이 큽니다.

 

메모리 칩은 전자 제품의 데이터 읽기 속도에 영향을 미치는 중요한 구성 요소입니다. 메모리 칩의 역할을보다 편리하게 이해하기 위해 완전한 프로그램의 실행을 제품 제조와 비교하면 메모리 칩은 창고와 동일하고 프로세서는 가공 작업장과 동일합니다. 제품 제조 속도를 높이기 위해 기계 공장의 효율성을 향상시키는 것은 프로세서의 성능을 향상시키는 한 가지 방법입니다. 또 다른 방법은 원자재가 창고에서 가공 작업장으로 이동하는 시간을 단축하고 현재 생산 중인 제품의 원자재를 쌓을 임시 소형 창고를 설정하여 제조 시간을 크게 단축할 수 있습니다. 대형 창고는 메모리 칩의 플래시 메모리에 해당하고, 소형 창고는 메모리 칩의 메모리에 해당하며 전자 제품의 작동에 없어서는 안될 요소이므로 제품의 적용 범위에서 중복되는 정도가 높습니다.

 

가장 널리 사용되는 스토리지 제품은 DRAM, NAND 및 Nor입니다. 많은 메모리 칩 중에서 가장 널리 사용되는 것은 메모리 DRAM과 플래시 메모리 NAND 플래시 및 NOR 플래시입니다. DRAM은 일반적으로 컴퓨터 CPU가 실시간으로 데이터를 처리하는 저장 매체로 사용되며, NAND는 일반적으로 대용량 저장 매체로 사용되며, NOR은 일반적으로 IoT 장치에서 소용량 저장 매체로 사용됩니다. 메모리는 플래시 메모리와 다르지만 둘 다 프로세서가 필요한 데이터를 처리하는 캐리어이지만 메모리의 기능은 현재 필요한 데이터를 처리할 수 있는 공간을 제공하는 것이며 공간 용량은 플래시 메모리보다 작지만 데이터를 읽는 속도는 더 빠르며 VIP 채널과 마찬가지로 가장 많이 처리해야 하는 데이터에 대한 빠른 채널을 제공하여 프로세서가 이러한 데이터를 빠르게 얻고 실행할 수 있도록 합니다.

 

스마트 장치는 DRAM 시장 성장의 주요 동인입니다. DRAM의 다운스트림 분야 중 스마트 단말기 및 기타 모바일 기기가 2018년부터 2020년까지 35% 이상을 차지하여 가장 큰 비중을 차지했으며, 서버는 2018년부터 2020년까지 약 25%-30%를 차지하는 두 번째로 큰 DRAM의 응용 분야이며, 세 번째로 큰 분야는 2018년부터 2020년까지 약 15-18%를 차지하는 소비자 가전 시장입니다. PC 부문은 약 12%-14%를 차지합니다. 그래픽용 DRAM은 시장에서 상대적으로 작은 점유율을 차지하고 있습니다.

 

DRAM 시장은 성장 여지가 많습니다. D램 시장규모는 2016-2018년 721억 달러에서 2018년 999억 달러로 성장하면서 2017-2018년 급격한 상승세를 보였으나, 2019년 반도체의 전반적인 하락 사이클로 인해 2019년 622억 달러로 감소했다가 2020년 659억 달러로 회복했다. 가트너(Gartner)는 2022년 DRAM 시장 규모가 1,100억 달러를 넘어설 것으로 예측하는 등 향후 DRAM 시장의 성장 여지가 많습니다.

모바일 단말기와 SSD는 NAND 플래시 수요의 주요 원천입니다. NAND 플래시의 다운스트림 응용 분야는 다양하며 유통 분야에서 SSD가 거의 50%로 가장 큰 비중을 차지하고 스마트폰 및 태블릿의 eMMC, eMCP 등을 중심으로 모바일 단말기가 약 40%를 차지하며 세 번째는 현재 시장 점유율이 낮은 USB 및 플래시 메모리 카드를 포함한 모바일 스토리지입니다.

SSD는 NAND 플래시에 대한 수요 증가의 주요 동인입니다. NAND 플래시는 주로 많은 양의 데이터를 가진 비휘발성 저장 장치로, 임베디드 스토리지와 플래시 메모리 카드 스토리지의 세 가지 다운스트림 분야는 SSD에 비해 상대적으로 작고, SSD 제품은 주로 서버 및 기타 분야에서 사용되며, 향후 많은 데이터 센터 구축으로 NAND 플래시 수요의 급속한 성장을 촉진할 것입니다. SSD 시장 규모는 2016년 약 140억 달러에서 2021년까지 360억 달러에 달할 것으로 예상되며 연평균 20.8% 성장할 것으로 예상됩니다. SSD 시장의 성장은 NAND 플래시의 급속한 성장을 주도하고 있으며 NAND 시장 수익은 2022년까지 845억 달러에 이를 것으로 예상됩니다.

 

NAND 플래시 생산 라인이 확장되고 '21년 내내 NAND 공급이 느슨했습니다. 2020년 주요 스토리지 OEM이 발표한 투자 및 용량 확장에 따르면 2021년 DRAM 공장은 SK하이닉스 M16 공장과 마이크론 A3 공장 등 2곳만 생산에 들어갈 예정이다. 삼성전자의 2021년 반도체 장비 공급업체 장비 조달 계획에 따르면 자본 지출이 20%에서 30%까지 추가 증가할 것으로 예상되며, 이는 2021년 삼성전자의 연간 총 자본 지출이 약 318억 달러에 달할 것이며 삼성전자의 향후 공장은 모두 낸드플래시 공장이 될 것임을 의미합니다.

 

Micron은 SSD 제품에 대한 투자를 지속적으로 확대하고 있으며, NAND의 공급은 '21년 내내 수요를 초과할 것입니다. Micron은 데이터 센터 NVMe SSD 포트폴리오를 지속적으로 확장하고 컨트롤러를 개발할 예정이며 향후 몇 분기 내에 신제품을 출시할 계획입니다. 동시에 Micron은 2021년 하반기에 176단 3D NAND를 사용하는 클라이언트 SSD 샘플을 고객에게 보낼 것으로 예상되며, 연말까지 여러 시장 부문을 커버할 것으로 예상됩니다. 마이크론은 2021년에 낸드 플래시 산업 수요가 30% 증가할 것으로 예상하고, 마이크론 비트 공급은 수요 증가보다 낮을 것이며, 재고를 증가시켰고, 장기 비트 공급은 산업 수요의 30% CAGR과 일치합니다. Micron은 또한 업계의 자본 지출 수준 측면에서 중장기적으로 NAND 플래시의 공급이 충분하고 수요를 초과한다고 강조했습니다.

 

MEMS 칩: 집적 회로를 기반으로 하는 신흥 하위 산업

IC 기판의 주요 다운스트림 시장은 MEMS 칩입니다. 중국 IC 부하 시장의 다운스트림은 주로 MEMS 시장에 해당합니다. Shennan Circuit을 예로 들면, 이 회사의 IC 기판 사업은 음향 MEMS 패키징 기판 제품에 중점을 두고 있으며 음향 MEMS 패키징 기판 분야의 글로벌 리더가 되었습니다.

 

MEMS는 집적 회로 산업의 신흥 분야입니다. MEMS는 집적 회로 기술 및 미세 가공 기술을 통해 하나 이상의 칩에 마이크로 센서 및 마이크로 액추에이터를 포함한 미세 구조를 제조하는 마이크로 집적 시스템입니다. MEMS 산업은 집적 회로 산업의 지속적인 발전의 맥락에서 성장해 왔으며 기존의 집적 회로는 최종 애플리케이션의 변화하고 다양한 요구를 계속 충족할 수 없습니다. 단자 응용 시장의 확대와 함께 MEMS는 점점 더 널리 사용되고 있으며 산업 규모는 나날이 확장되어 집적 회로 산업의 새로운 분야가 되고 있습니다.

소비자 가전은 MEMS 산업에서 가장 큰 응용 분야 시장입니다. 2018년 중국 MEMS 시장의 가장 큰 응용 분야는 26.87%의 시장 점유율을 차지한 소비자 가전이었습니다. 소비자 전자 제품의 범주와 수량이 증가하고 장비의 지능이 증가함에 따라 소비자 전자 제품에서 MEMS 제품에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다. 제품 구조의 관점에서 중국의 MEMS 제품은 주로 가속도계 및 압력 센서와 같은 전통적인 분야에 집중되어 있으며 기술 및 생산 기술 측면에서 제품을 지속적으로 개선해야 합니다.

 

중국은 전 세계 MEMS 시장에서 가장 빠르게 성장하는 지역입니다. 세계 최대의 가전제품 제조업체인 중국은 전 세계 MEMS 장치의 거의 절반을 소비하고 있으며, 중국 MEMS 산업의 시장 규모는 2021년에 810억 위안에 달할 것입니다. 5G 산업 발전에 대한 정부의 강력한 지원, 사물 인터넷의 급속한 발전, 스마트 카, 5G 기술의 맥락에서 중국 내 가속 센서 및 마이크와 같은 MEMS 제품의 출하가 계속 증가하고 있으며 국내 대체 속도가 가속화될 것으로 예상됩니다.

 

IC 기판 과점, 기업 성장을 돕는 산업 이전

IC 기판 시장은 과점이 특징입니다. IC 기판 기술은 일본에서 처음 시작되어 BT 기판 생산을 지배했으며 개발 초기 단계에서 IBIDEGN, Shinko 및 Kyocera와 같은 주요 제조업체가 탄생했습니다. 1999 년 일본에는 19 개의 대기업을 포함하여 28 개의 경질 유기 포장 기판 제조업체가있었습니다. 반도체 산업이 한국과 대만으로 이전됨에 따라 패키징 기판 산업은 일본에서 두 곳으로 점차 발전하여 Xinxing Electronics, Jingshuo Technology, Nanya Circuit, Samsung Electro-Mechanics 등과 같은 한국과 대만, 중국의 고품질 IC 기판 회사의 발전을 주도했습니다. 한국과 대만 제조사의 진출 영향으로 일본 기업들은 저가형 시장에서 철수하고 FC BGA, FC CSP 등 고급 패키징 제품을 장악하고 있다. 한국과 대만 기업은 현지 포장 산업 체인을 지원합니다. 삼성전기는 주로 FC POP 제품을 공급하고 있으며, 대덕, 신태, KCC, LC 등은 모두 IC 기판 공장을 보유하고 있습니다. 대만, 중국은 세계 웨이퍼 파운드리 용량의 65%를 보유하고 있으며 Nandian, Jingshuo, Xinxing 등은 주요 IC 기판 회사입니다.

영업이익과 생산능력 면에서는 일본, 한국, 대만이 우위를 점하고 있다. Prismark 통계에 따르면 2020년 세계 10대 포장 기판 회사가 시장 점유율의 80% 이상을 차지했으며 그 중 Xinxing Group, Ifidian 및 Samsung Electro-Mechanics가 각각 14.78%, 11.20% 및 9.86%의 시장 점유율로 상위 3위를 차지했습니다.

 

2017년부터 2020년까지 선도 기업의 영업이익 통계를 활용하여 시장 패턴을 측면에서 판단합니다. 2017년부터 2020년까지 Xinxing Electronics, ASE 및 Xinguang Electric의 복합 성장률은 각각 12.92%, 20.23% 및 10.82%였으며 나머지 주요 포장 기판 회사의 영업 이익은 안정적인 성장을 유지했습니다. 현재 패키징 기판 시장은 여전히 세계 10대 업체가 점유하고 있으며, 업계 진입장벽이 높고, 신규 진입자가 거의 없는 것으로 판단된다.

 

중국의 공급: 시작이 늦고 빠르며 국내 제조업체는 고급 트랙에 깊이 관여하고 있습니다.

중국 본토의 IC 기판은 늦게 시작되었으며 대부분의 기업은 외국인 소유입니다. Kunshan Nanya, Suzhou Xinxing 및 Suzhou Jingshuo를 예로 들면 모두 대만 배경을 가진 제조업체입니다. 중국 본토에서 국내 소유 속성을 가진 포장 기판 제조업체는 Xingsen Technology, Shennan Circuit 및 Zhuhai Yueya로 대표됩니다. 2009년 중국은 포장 기판의 산업화에 돌파구를 마련했으며 국내 기업은 기술 수준, 공정 능력 및 시장 점유율 측면에서 여전히 후진적인 위치에 있습니다. 2020년 중국 본토의 포장 기판 생산량은 급격한 증가 추세를 보였습니다. 중국 본토의 IC 기판 생산액은 약 14억 8천만 달러로 세계의 14.5%를 차지하지만 중국 본토에서 생산되는 대부분의 포장 기판 제품은 외자 기업의 제품이며 국내 기업의 포장 기판 생산량은 약 5억 4천만 달러로 세계의 5.3%를 차지합니다.

 

해외 유수의 제조업체의 개발 이력 및 경쟁 우위와 비교할 때 반도체 산업이 중국 본토로 이전되면 국내 IC 기판 제조업체의 발전이 촉진될 것입니다. 국내 정책 지원, 산업 체인의 업스트림 및 다운스트림 프로젝트 조정, 반도체 산업의 인재 교육의 중요성은 국내 제조업체가 이 트랙에서 빠르게 성장하고 많은 투자 기회를 가져올 수 있도록 할 것입니다.

(1) 정책 지원

국가 지원은 IC 기판 개발을 위한 견고한 지원입니다. 집적 회로 산업 발전을 위한 국가 선도 그룹의 지도하에 중국은 1,000억 국가 집적 회로 산업 기금을 설립했으며 여러 지역에서도 반도체 산업 체인 구축을 촉진하기 위해 집적 회로 기금을 설립했습니다. 집적 회로 산업 체인의 핵심 재료로서 IC 기판은 개발을 장려하고 지원하기 위해 국가 산업 정책 분야에 속합니다.

 

(2) 산업 시너지

업스트림과 다운스트림의 조화로운 개발이 핵심입니다. IC 기판 기업의 개발은 고객과 안정적인 전략적 관계를 구축하여 장기적으로 안정적인 발전을 보장하기 위해 수요 측면에서 대형 제조업체의 지원이 필요합니다. Shennan Circuit과 Xingsen Technology를 예로 들면, 두 회사는 고급 IC 기판 제품의 심층적인 레이아웃을 보유하고 있으며 ASE Group, Samsung 및 Intel과 같은 중국 ICT 대기업의 고객을 소개했습니다. 글로벌 반도체 산업 패턴의 점진적인 변화와 함께 중국 국내 제조업체는 점차 생산을 확대하고 제품 구조와 기술 진화를 업그레이드하여 글로벌 공급망 플랫폼에 진입할 것으로 예측합니다.

 

(3) 인재 육성

산업과 교육의 통합은 전문 반도체 인재를 양성합니다. 반도체 산업의 경쟁 상황에서 중국 대학은 집적 회로의 1 단계 분야를 설정하고 등록 규모를 확대하며 집적 회로 교육 자원 할당을 최적화했습니다. Fudan University는 "집적 회로 과학 및 공학"의 1 단계 분야의 파일럿을 시작하는 데 앞장서서 업계에 새로운 시도를 했습니다. Synopsys와 Huazhong University of Science and Technology는 산업과 교육을 통합하고 통합 산업 인재를 공동으로 양성하기 위해 "Wuhan Xinxin(Yangtze River Storage) Microelectronics Technology Center"를 공동으로 설립했습니다. 우리는 정부, 기업 및 대학 간의 협력을 통해 프로젝트를 이끌고 산업과 교육의 통합 교육 프로그램을 구현하는 것이 통합 반도체 인재를 양성하는 중요한 방법이라고 믿습니다.

 

IC 기판은 오랜 기간의 기술 연구 개발 및 공정 실행이 필요하며 국내 IC 기판 산업과 국제 제조업체 사이에는 명백한 단층선이 있습니다. Xingsen Technology, Shennan Circuit 및 Zhuhai Yueya는 대량 생산을 달성하고 시장 부문에서 좋은 진전을 이루었지만 국제 일선 제조업체와 여전히 기술 격차가 있습니다. 높은 투자 비용과 산업 표준의 부재는 IC의 가장 큰 우려 사항입니다.

 

(4) 높은 투자 비용

IC 기판 프로젝트의 초기 자본 투자가 높고 개발 위험이 높습니다. IC 기판 프로젝트는 공장 건설에서 고객 인증까지 최대 4-5년이 소요될 수 있으며 생산 라인을 구축하고 수율을 개선하는 과정에서 지속적인 자본 투입이 필요합니다. Xingsen Technology를 예로 들면, IC 기판 레이아웃에서 회사의 초기 손실은 5억 위안에 가까웠습니다. 대규모 초기 투자와 낮은 투자 수익률은 신규 진입자가 직면하는 일반적인 문제입니다.

 

(5) 업계 표준의 부재

IC 기판은 수요 측면에서 고도로 맞춤화되어 있습니다. IC 기판의 수요 측면은 맞춤화에 대한 수요가 높기 때문에 생산 중 공급 측면을 표준화할 수 없습니다. 그러나 IC 기판 생산 라인의 비용이 너무 높고 업계는 수동 매개변수 조정을 통해 "최전선 멀티태스킹" 생산 모델을 채택하지만 이 방법은 생산 비용을 효과적으로 제어하지만 생산 수율은 개선하기 어렵습니다.

위의 국내 IC 기판 산업 시장 분석을 바탕으로 국내 제조업체의 장점은 정책 지원, 산업 체인 통합 및 인재 양성에 있는 반면 단점은 프로젝트 투자의 높은 위험과 산업 표준의 부족에 있음을 알 수 있습니다. 국내 IC 기판 기업의 핵심은 기술 및 대량 생산 능력을 향상시키는 것이며, 보완적인 단점을 통해 기업은 국제적으로 경쟁할 수 있는 능력을 갖출 수 있습니다. "국내 대체 + 생산 능력 부족"의 역사적 발전의 맥락에서 우수한 기술 연구 개발 능력과 대량 생산 수준을 갖춘 기업이 가장 주목할만한 투자 대상입니다.