보다 얇고 가벼운 고사양 휴대용 전자기기 수요 증가에 발맞춰 팬-아웃 웨이퍼 레벨 패키지(Fan-Out Wafer Level Package: FOWLP) 기술이 반도체 패키지 소형화의 트렌드로 새롭게 부상하고 있는 것으로 나타났다.
팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP) 기술 개요
반도체 제조공정은 크게 반도체 재료인 웨이퍼를 이용하여 집적도가 높은 반도체 칩을 만드는 전공정(前工程)과 여러 반도체 칩에 배선을 연결하고 수지로 밀봉하여 반도체 패키지를 만드는 후공정(後工程)으로 나누어진다. 그동안 후공정은 전공정에 비하여 부가가치가 낮은 것으로 인식이 되어 왔지만, 전공정에서 반도체 칩의 집적도를 높이는 기술이 점차 한계에 도달함에 따라 후공정에서 반도체 패키지를 소형화 할 수 있는 팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP) 기술이 주목받게 된 것이다.
팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP) 기술은 그간 후공정에서 칩 배선에 필수적으로 사용되어 온 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)을 사용하지 않고 칩과 칩 바깥 영역의 입출력 단자를 상호 연결시키기 때문에 반도체 패키지가 얇아지고 배선길이가 짧아지고 방열 기능이 향상되며 신호 전송도 효율적으로 이뤄지게 되는 장점이 있다.
팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP) 기술 특허출원 현황
특허청(청장 최동규)에 따르면 최근 8년간(2007~2014년) 팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP) 기술과 관련하여 모두 177건이 특허 출원되었고 2014년에는 전년(35건) 대비 2배 가까운 특허출원(66건)이 되는 등 최근 급증세를 보이고 있는 것으로 조사되었다(붙임 2). 이는 조사 기간 동안의 전체 팬-아웃 방식 반도체 패키지 관련 특허출원의 10%에 해당하는 것이다.
국적별로는 우리나라(65건, 37%), 미국(46건, 26%), 대만(25건, 14%), 일본(20건, 11%), 싱가포르(10건, 6%)의 순으로 특허출원이 많았다.
최근에는 미국과 대만의 특허출원이 크게 증가한 것으로 나타났는데(붙임 4), 이는 스마트 폰용 반도체 칩의 수탁 생산 사업에 새로이 뛰어 든 미국의 인텔社와, 최근 출시된 미국 애플社의 스마트폰인 아이폰 7에 들어가는 핵심 반도체 부품을 제조하기 시작한 대만의 TSMC社에 힘입은 바 큰 것으로 풀이된다.
기업별로는 인텔社(미국, 21건, 12%), 삼성전자社(한국, 18건, 10%), 엠코테크놀로지코리아社(한국, 17건, 10%), TSMC社(대만, 17건, 10%), 닛토덴코社(일본, 11건, 6%), 스태츠칩팩社(싱가포르, 8건, 5%), 네패스社(한국, 7건, 4%), 및 하나마이크론社(한국, 6건, 3%)순으로 특허출원이 많은 것으로 조사되었다.
이와 같이 한국, 미국, 대만 및 일본 등의 각국 기업이 팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP) 기술에 관한 특허출원을 늘려나가고 있는 상황인바, 고사양 휴대용 전자기기 분야에서 팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP) 기술을 둘러싼 국내외 기업들의 경쟁은 더욱 치열해질 것으로 전망된다.
특허청 제승호 반도체심사과장은 “최근 각국 기업의 팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP) 기술에 관한 특허 출원이 급증하고 있는데, 우리나라 기업들이 스마트 폰 뿐만 아니라 새롭게 부상하고 있는 웨어러블 기기와 사물 인터넷분야에서 시장우위를 점하기 위해서는 반도체 패키지 소형화 및 시스템화의 핵심 기술인 팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP) 관련 특허 출원을 보다 적극적으로 확대해 나갈 필요가 있다”고 말했다.