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‘FOWLP 기술’ 애플 A11으로 잠재력 확인! 이제 퀄컴·삼성 차례

TSMC, FOWLP 기술로 아이폰 AP 독점 생산… 차세대 OSAT 업체 ‘주목’
이나리 기자l승인2017.09.20 08:30:35l수정2017.09.19 17:58

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[CCTV뉴스=이나리 기자] 지난 2년간 반도체 패키징 업계에서 가장 뜨거웠던 주제는 단연 팬아웃 패키징 솔루션, FOWLP(Fan-Out Wafer Level Package)이다. 2016년 애플 아이폰7의 A10 AP(Application Processor)에 처음으로 TSMC의 FOWLP 기술이 도입됐고, 연이어 2017년 아이폰8의 A11 AP에 적용되면서 기술 잠재력이 확인됐다. 모바일 AP의 대표주자인 삼성전자와 퀄컴도 FOWLP을 도입한다면, 팬아웃 패키징 시장은 빠르게 성장할 것으로 기대된다. 

FOWLP 기술은 다이(Die) 크기를 줄이면서 반도체 칩을 연결하기 위한 볼(Ball)을 밖으로 빼내는 팬아웃(Fan-Out) 형식의 범핑 공정이다. 이로 인해 두께가 0.5mm 이하로 얇아지고 전기적 성능과 에너지 소모를 최소화할 수 있으며, 비용까지 절감할 수 있어 장점이다. 즉, 쉽게 말해 성능 손실 없이 칩을 얇게 만들어 내는 기술인 것이다. 

반도체는 20나노 공정부터 물리적으로 회로 선폭을 줄이는데 어려움이 따르는데다 설계, 공정, 장비, 재교 비용도 큰 폭으로 늘어나기 때문에 기존 28나노 공정보다 칩 면적이 축소되도 오히려 원가는 상승하고 있다. 

또 반도체의 고성능화로 인해 스마트폰에 탑재된 AP의 I/O 단자수가 증가하고 있는데, FOWLP 기술은 입출력(I/O)밀도를 높일 수 있고 3D 등 집적화에 유리하다. 이런 이유로 반도체 업계는 후공정 패키지 기술에 주목하고 있는 것이다. 

▲ FOWLP 기술 적용 가능성 있는 애플리케이션

팬아웃 패키징 시장은 두 가지로 나뉜다. 첫 번째로 베이스 밴드, 전력 관리, RF 트랜시버와 같은 단일 다이 애플리케이션을 포함하는 ‘코어 팬아웃’ 시장이 있고, 두 번째로 애플의 AP가 시작했듯이 프로세서와 메모리와 같이 입출력(I/O) 연결수가 더 많은 응용프로그램 등이 포함되는 ‘HD(High-Density) 팬아웃’ 시장이 있다. 

제롬 아즈마(Jerome Azemar) 시장조사기관 욜(Yole) 연구원은 "두 시장 모두 큰 잠재력을 지니고 있으며 빠르게 성장할 것으로 예상되지만 각각 다른 반도체 후공정(Outsourced Semiconductor Assembly & Test, OSAT) 업체가 시장을 이끌어 갈 것”이라고 말했다. 
 
코어 팬아웃 시장은 FOWLP 솔루션의 기반이 됐으며 2009년 인텔 모바일의 요구 사항을 해결하기 위해 처음 채택됐다. 이제 이 기술은 오디오 코덱, 전력 관리 집적 회로, 베이스 밴드, 레이더 등과 같은 다양한 소형/적은 수의 IO 애플리케이션에 적용된다. 코어 팬아웃 시장은 앰코(Amkor), ASE, JCET STATs ChipPAC, 네패스 등 OSAT 업체들이 입지를 구축하고 있다. 

반면, HD 팬아웃 시장의 타겟은 수천개의 IO를 가진 하이엔드 애플리케이션이기 때문에 코어 팬아웃 시장보다 고성능 패키지 기술이 요구된다. 애플의 A10과 A11이 여기에 해당된다. 

▲ 팬아웃 패키징 시장 전망 (자료: Yole 2017년 9월)

현재 모바일 AP 시장에서 애플이 유일하게 FOWLP을 채택하고 있지만, 향후 삼성과 퀄컴이 동참할 것으로 기대됨에 따라 FOWLP 시장 전망은 밝다. 또 앞으로 고성능 컴퓨팅과 네트워킹과 같이 팬아웃의 높은 대역 폭 성능을 추구하는 다른 고성능 애플리케이션이 등장할 수 있다. 

욜 보고서에 따르면 HD 팬아웃 시장은 2017년에 5억 달러를 달성했으며, 애플 이외의 플레이어가 팬 아웃 패키징으로 전환하면, 향후 2022년 10억 달러 이상을 기록할 것으로 전망된다. 현재 모바일 AP를 위한 팬아웃 기술은 애플 A10과 A11를 생산하는 TSMC만 관여하고 있으며, 다른 OSAT 업체들이 본격적으로 시장에 진입하기 위해서는 몇 세대를 기다려야 할 것으로 욜은 분석했다.

#FOWLP#TSMC#애플#삼성#퀄컴

이나리 기자  narilee@epnc.co.kr
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