2. Optech consulting, Perspectives of Laser processing, 2001
3. 반도체 레이저 마커 시장동향
레이저 마커 시장규모는 2조원으로 추정되고 있으며 반도체용 레이저 마커 시장규모가 대략 5천억 원인 반면 이러한 범용 레이저 마커 시장은 대략 1.5조원에 달하고 있는 것으로 알려져 있으며, 비반도체 또는 범용 레이저 마커를 만드는 업체에는 미국의 GSI-Lumonics 등이 있다.
반도체 부문 레이저 마킹 시장은 경쟁사인 GSI-Lumonics사가 미국계 회사들을 중심으로, 독일의 Rofin Sinar사가 Simens 계열사를 무기삼아 유럽계 회사들을 중심으로, NEC와 Toshiba는 일본 회사들을 중심으로 공급하는 시장구도가 이루어지게 있다.
반도체 레이저 마커를 생산하는 업체에는 국내업체로인 이오테크닉스와 독일 Rofin-Sinar, 미국의 GSI-Lumonics 등의 업체가 있다.
반도체 레이저 마커 국내시장과 관련하여 삼성전자, 하이닉스의 장비투자가 활발한 편이나 많은 국내반도체업체들의 해외공장 이전 등으로 2005년 대비 투자분위기가 위축되었으며, 2007년에도 2006년과 비슷한 추세가 지속될 것으로 예상되고 있다.
레이저 마커 해외시장과 관련하여 대만, 싱가포르, 필리핀 등 세계 반도체경기 활성화로 인한 반도체 업체들의 투자가 확대되고 있으며, BIV마커 등 신제품의 수요가 있다.
반도체 공정은 크게 전공정과 후공정, 후공정은 다시 조립과 테스트 공정으로 나뉠 수 있으며, 전공정은 웨이퍼에 칩을 만드는 공정이라면, 후공정의 조립은 이 웨이퍼를 잘라 사용자가 실제 사용할 수 있는 IC로 만들어 주고, 테스트는 생산품이 실제 동작하는지 검사하는 공정이다. 과거에는 웨이퍼에 회로를 얹어놓고 웨이퍼를 절단한 후 회로 연결작업 등을 거쳤고, 이후 반도체를 만든 업체명과 제품명을 기입하는 마킹 작업을 마지막 공정에서 수행했다. 읽기에 보다 선명하기 때문에 반도체 마킹에는 잉크 마킹이 먼저 이루어졌고, 아직도 절반 정도의 마킹은 이 잉크 마킹이 이용되고 있다.
잉크 소모품이 고가이고 잘못 취급하면 굳어버려 취급이 어렵고 환경문제를 야기하기 때문에 최근에는 레이저마킹방식을 선호하는 추세이다.
최근 반도체가 크기는 작아지면서 집적도는 높아지면서 웨이퍼상에서 모든 공정이 끝나게 됐으며 먼저 회로를 웨이퍼에 얹어 놓고 마킹 등 모든 공정을 마무리한 후 웨이퍼를 절단해 반도체를 생산하는 방식으로 변화되었으며, 이러한 공정변화에 대응할 수 있게 레이저 마킹기가 개발 생산되고 있다.
레이저를 이용하면 생산성이 높아지고, 다루기가 용이하고, 유지비가 낮아지며 공장 자동화 네트워크에 연결이 가능해지며 또한 레이저 마킹은 Mold의 특성 개선 등을 통하여 눈에도 훨씬 더 잘 보이게 되는 등 많은 개선이 이루어지고 있다.
이오테크닉스에 따르면 현재 반도체 마킹 중 신규 투자분의 80% 이상이 레이저로 되고 있고, 기존의 잉크 마킹도 점차 레이저로 대체되고 있는 상황이다.
실리콘 웨이퍼 설비는 생산공정상 추적이 가능하여 반도체 장비에서 잘못 수행된 분석을 찾아낼 수 있다는 장점이 있으며 웨이퍼에서 마킹 작업은 기계가 인식 가능하면서 다음 생산단계에 영향을 주어서는 안된다. 또 미소한 편차도 허용되지 않는 엄격한 생산 공정으로서 마지막 공정과정까지 동일한 퀄리티를 유지해야 한다.
일반적으로 CO2 레이저나 Nd:YAG 레이저를 사용한 레이저 마킹기는 빠른 마킹속도와 선명한 새김성을 생명으로 하며 Nd:YAG 레이저는 최적 변수에서 고품질의 새김성을 보여주며, 각인 상태가 매우 뚜렷하여 바크도 인식에도 유용하게 쓰이고 있다
반도체 후공정과 관련하여 인텔, 삼성, 현대와 같은 대부분의 대형 웨이퍼 팹 업체들은 자체의 조립공장을 가지고 있지만, 100% 조립을 자체적으로 하지 않고 상당수의 물량을 조립전문 업체에 외주 처리한 후 다시 가져와 테스트를 거쳐 출하하며 최근에는 테스트도 외주 처리하는 물량이 늘어나고 있다. 많은 소형의 웨이퍼 팹 업체들은 전혀 조립공장을 가지지 않고 전량 외주처리하는 곳이 많으며, 또한 웨이퍼 팹 공45정 역시 외주처리해주는 Foundry 서비스 업체를 이용하는 경우가 늘고 있다.
웨이퍼 팹 업체들은 자체 설비투자보다는 외주, 즉, Out-Sourcing을 이용하는 경향이 두드러지고 있어 외주조립업체(Sub-contractor)의 레이저 마킹기 등과 관련한 설비투자가 발생하고 있다. 트랜지스터 등을 일러 Discrete IC라 부르는데, 최근 초소형 칩들을 중심으로 레이저 마커가 수요 증가를 보이고 있으며, 한국에도 한국전자, 광전자를 중심으로 시장이 급성장하고 있는 가운데 동남아 시장이 크게 성장하고 있다.
국내 업체인 이오테크닉스가 개발한 레이저 칩 마킹기는 사용자의 요구사항에 맞는 정확한 크기의 글자를 마킹할 수 있으며 줄의 너비는 최소 40마이크로미터부터 최대 200마이크로미터까지 조정 가능한 것으로 알려져 있다.
4. 범용 마킹시장 동향
범용 마킹시장(산업용 마킹 시장)은 반도체 분야보다 더 큰 시장이며 컴퓨터 키보드, 핸드폰용 키패드, 각종 전자 및 기계 부품 마킹 등이 대표적인 마킹 대상제품이며 시장이 큰 반면 가격 경쟁력이 보다 요구되고, 반도체와는 달리 많은 고객에 소규모 구매 등이 많으며 세계최대 컴퓨터 키보드 업체인 대만의 BTC, Chicony 등이 주요 고객으로 알려져 있다. 범용 마킹기 시장은 크게 잉크젯 방식으로 분사하는 잉크젯 프린터, 레이저 빔을 이용해 글자나 그림 등을 쏘는 레이저 마킹기, 세밀한 핀으로 표면을 때려서 마킹하는 타각기로 나뉘고 있다.
국내 범용 마킹기 시장은 연간 8백억~1천억 정도의 규모로 추정되는 가운데, 잉크젯 프린터가 주류를 이루고 있다. 초창기 잉크젯 프린터는 연간 1천대 정도에 불과하던 것이 현재는 연 2천~2천5백대 정도 꾸준히 수요가 발생하고 있는 것으로 추산되고 있다.
잉크젯 프린터가 주목받는 이유는 비접촉성, 고속생산성을 기반으로 비용 대비 효과가 우수하기 때문이며 특히 기존의 마킹 방법에서 적용하기 어려웠던 난수나 일련번호, 변화하는 시/분/초 시간을 잉크젯으로 간단하게 적용할 수 있기 때문이다.
잉크젯 프린터는 기업의 ERP에 적용돼 재고관리, 물류운송, 난매방지, 외매 관리 등을 효율화함으로써 업무체계관리의 기초 장비로 활용되고 있다.
마케팅 도구로서 특성화된 잉크를 지속적으로 개발해옴에 따라 식용잉크를 적용해 계란, 알약 등에 직접적인 표기를 가능하게 했으며, 식품의 살균처리 시 살균 후 잉크의 색상이 바뀌도록 고안된 잉크는 살균된 제품과 살균전제품을 눈으로 인식할 수 있도록 해 소비자의 안전에 기여하고 있다.
고온에서도 잘 타지 않고 견디는 내화잉크는 가혹조건에서 잉크젯 사용을 높였으며, 불가시 잉크(INVISIBLE INK)는 특정 조건에만 표기사항을 인식케 해 유통관리에 새로운 바람을 일으키고 있다. 뿐만 아니라 안료성 잉크는 어두운 표면에서 다양한 색상의 표기를 가능케 해 표기목적만이 아닌 다양한 부가가치의 향상을 이루고 있다.
국내에 잉크젯 프린터가 처음 유입됐을 때 가장 먼저 침투한 곳이 식음료분야이며, 주변에서 쉽게 볼 수 있는 음료수 캔 바닥의 유통기한이나 라벨을 표기한 것이 대표적인 예이다.최근에는 전자부품업계가 호황을 누리면서 LCD, 반도체 소재, 전기?전자, 전선 등으로 적용처가 확대되고 있으며, 특히 휴대폰 업계에서 수요가 많이 늘고 있다. 산업현장의 주요 분야에서 지금까지 CIJ(Continued Ink Jet) 형태의 잉크젯 프린터가 주종을 이뤄왔으나, 현재는 생산현장의 특성에 따라 레이저 마킹기 등의 수요가 증가하는 추세이다.
특히 레이저 마킹기의 경우, 잉크젯에 비해 초기 투자비용이 많이 든다는 단점이 있지만 소모품 교체가 덜하고 인쇄 품질 면에서 앞서기 때문에 그 비중이 조금씩 높아지고 있기 때문에 앞으로 잉크젯 프린터를 레이저가 대체하지 않을까 하는 전망도 나오고 있다.
산업용 마킹기 시장은 성숙기 단계로, 세계적으로 치열한 업계 경쟁이 발생하고 있고 이에 따라 각 메이커 간 인수합병 움직임도 그 어느 때보다 활발하고 윌렛-비디오제트, 도미노-비데바흐 간 통합이 진행 중인 것으로 알려져 있다.
국내 잉크젯 프린터 시장은 순수 국산장비보다는 다국적 기업형태를 띠고 있으며, 미국 비디오제트(Videojet), 프랑스 이마지(Image), 영국 도미노(Domino)와 윌렛(Willet), 독일 비덴바흐(Wiedenbach), 일본 히타치(Hitachi) 제품이 국내 시장을 선점하고 있는데, 이중에서 비디오제트 제품을 취급하는 (주)대주가 국내 시장매출의 상당부분을 점유하며 선두를 달리고 있고, 이마지코리아 도미노코리아가 그 뒤를 잇고 있다.
특히 한국시장은 전 세계 중에서도 가장 가격경쟁이 치열한 지역으로 알려져 있으며 중국이나 일본시장에 비해서 장비가격이 저렴하다보니 중국시장으로 진출하는 기업의 경우에도 한국의 장비를 갖고 들어가는 경우가 많이 발생하고 있다.
국내 마킹기 시장은 A/S 네트워크가 부족한 것으로 알려져 있어 고객을 만족시키기 위한 기본적인 서비스 망을 보유할 수 있는 투자가 필요하다는 의견이 있으며, 최근에는 기계판매 후의 서비스 품질을 절실히 요구하고 있다.
국내 시장도 당장의 기계 가격보다는 생산라인의 다운타임(Down Time)으로 인한 손실이 발생하지 않도록 생산성을 중요시하는 시장으로 변화하는 추세다.
자료:산업은행 조용호(kaji@kdb.co.kr)
