[함께배우기] 309일차, 반도체 Part 42. 반도체 팹(공장) 증설의 시작 - 반도체 테스트 밸류체인 1)웨이퍼 테스트

파이널 테스트는 다음 주, 다음에 할 건데 오늘 할 건이 왼쪽입니다. 파이널 테스트는 요거에 자른 거 있죠?요 자른 거를 이제 패키징한 다음에 포장한 다음에 검사하는게 마지막 테스트. 예. 요렇게 나눠져요. 그니까 두 개로 나누시면 돼요. 웨이퍼 테스트. 파이널 테스트 중간고사 마지막 뭐 기말고사 뭐 졸업시험 이렇게 보시면 되겠고 테스트 업체 입장에서는 가격이 오를수록 좋잖아요. 어려워야 그니까 만들기가 어려워야 어쨌든 검사 수요가 늘어나는 거고 또 자주 할수록 좋은 거죠. 그죠? 예. 그래서 현재 그런 상황이라는 거죠. 그래서 저희 당사증권 AI 병목의 전이라는 보고서이 정시 연구님이 쓰셨던요 자료에도 자세히 나와 있습니다. [콧방귀] 테스트 도구. 이제 도구는 뭐냐 그럼? 예. 이거를 우리가 중간 고사할 때는 테스터 검사 장비로 프로브 카드라는게 있어요. 이따 설명해 드릴게요.

동그란. 그니까 저 동그란 웨이퍼를 테스트를 해야 될 거 아니에요. 그래서 저기 딱 이렇게 붙착할 수 있는 큰 검사 부품이 있습니다. 그래서 웨이퍼에 딱 붙착해서 검사를 해요. 그다음에 네모난 소켓이 있어요. 그러니까 아까 요거 있죠?요 여기 마지막 테스트는이 네모는 칩을 하는 거거든요. 그럼 저기에 딱 크기에 맞게 소켓이라고 있어요. 꽂는 거기에 하는 거죠. [콧방귀] 그래서 웨이퍼 테스트는 동그랗게 생겼고 파이널 테스트는 네모나 소켓에 넣어서 하는 거죠. 그런 구조라고 보시면 될 거 같아요. 자, 그래서 이제 여기 보시다시피 예, [콧방귀] 그 요렇게 그 테스터 프로브카드, 세라믹 STP, 테스트, 소켓, 테스트 펜 요런게 이제 그 장비랑 그 안에 들어가는 부품이라고 보시면 돼요. 그니까 한마디로 테스터는 장비입니다.이 칩이 정상적으로 작동하는지를 이제 알려 주는 거. 최종 기계 YC 유닛 테스트 DI가 만들고요.

그래서 요렇게 나누는데 이제 오늘 할 거는요 밑에 있는 두 개 빼고요. 이건 다음 시간에 하고 테스터, 프로브 카드, 세라믹, STF 요거까지 이번 시간에 설명을 해 드릴 예정입니다. 네. 그렇게 좀 봐 주시면 될 거 같고요. [콧방귀] 그래서 이렇게 우리가 오른쪽에 있는게 HBM이잖아요. HBM은 우리가 정말 이렇게 검사도 하고 뭐 정말 이거 너무나 어렵잖아요. 검사하는게 쉬운 건 아니죠. 이런 것들을 이제 검사를 해야 되는데 삼성전자 또 SK하이닉스 마이크론이 H밴 만들어서 이렇게 하고 이거를 이제 TSMC가 조립을 해요. 오른쪽에 보시면 얘랑 엔비디어 칩 있어요. 로직 칩요 두 개 붙여 가지고 밑에 실리콘 인터포라는 기판 있거든요. 그래서 서로 연결합니다. 예. 근데 여기서 뭐 하나라도 잘못됐다고 생각해 보세요. 어떻게 돼요? 저 다 버려야 돼요. 난리 나는 거예요.

그래서 검사가 너무 중요해요. 저 분량이 발생하기 전에 미리 저렇게 하기 전에 분량을 잡아 줘야 돼요. 저렇게 가기 전에. 그러니까 만약에 여기 잘못 검사를 해서 HBM의 분량이 여기 하나 딱 생겼다. 이거 다 없애 버려야 돼요. 못 쓰는 거예요. 그냥 여기 나와 있죠. 분량 HBM 옆에 보던 GPU 인터포저 밑에 첨단 패키징 비용 TSMC 가는 거. 이거 다 날려야 돼요. 그래서 TSMC가 이거 잘못되잖아요. 만약에 HBM이 뭔가 문제 생겼어요. 그럼 하이닉스한테 막 뭐라고 하는 거죠? 돈 물어 달라고. 어, 너 분량 때문에 이렇게 된 거다. 막 이러는 거예요. 그냥 좀 극단적인 얘기지만. 네. 그러니까 요게 잘못되면 네. 난리가 나는 거죠. 다 벌어야 돼요. 그냥. 그 얼마나 낭비입니까, 이게? 그죠? 그래서 검사가 그만큼 중요해요. 그니까 HBM 혼자 안 쓰여요. 하나의 패키지로 가니까 얘가 분량 나오기 전부터 HBM을 정말 검사를 잘해야 돼요.

그니까 HBM을 잘라서 붙이잖아요.이 웨이퍼를 자르거든요. 자르기 전에 여기서 그냥 먼저 검사를 완벽하게 해 줘야 돼요. 그게 웨이퍼스 테스트고 정말 중요한 역할을 이제 할 수밖에 없어요. 예. 난리가 나니까. 그래서 두 번 검사해요.이 붙이기 전에 두 번 검사한다. 그 충수가 높아지고이 속도가 빨라질수록 고속능 프로브 카드 수요는 계속 증가를 하게 되는 거죠. 그래서 원래 이제 두 가지예요. 쌓기 전에 하나씩 검사. 아까 말씀드린 웨이퍼 동그란 상태에서 검사하는 거. 그다음에 이렇게 쌓죠. 쌓고 나서 하는 또 검사가 따로 있어요. 예. 그래서 마지막에 이제 이런 것들 최종 테스트 하는 회사도 있고. 예. 그럴 때 소켓이 들어가고 소켓은 이제 다음에 얘기할 거고요. 그래서이 동그라미 웨이퍼 상태에서 검사를 두 번 정도 한다. 그게 웨이퍼 테스트입니다. 예. [콧방귀] 그리고 요게 웨이퍼 테스트에서 제일 중요한게 요거 프로브 카드예요.이 검사 장비에 요게 들어가 있어요.

[콧방귀] 요게 소모품이 요렇게 생겼어요. 프로브 핀이요 밑에 보이세요? 이게 치민 같은 건데 얘가 동그란 웨이퍼에 닿아요. 닿아서 제대로 작동하는지를 알려 줘요. 딱딱 찍어 가지고 요렇게 구성돼 있죠. 밑에 프로브핀, 세라믹 STF, 인터포저 기판, 프레임 요걸 딱 하나로 합쳐서 프로브 카드 요렇게 다섯 개 구조로 돼 있습니다. 예. 여기서 좀 제일 중요한게 요거죠. 세라믹스티프. 예. 요기가 좀 중요해요. 그래서 프로핀이 웨이퍼에 다 전기를 보내고 돌아오는 신호로 이제 분량칩을 선배하 어 이거 딱 닿왔는데 저 핀이 맨 밑에 있는 핀이 웨이퍼에 딱 닿왔는데 전기 신호가 안 와요. 분량인 거죠. 예. 그래서 제대로 된 이제 웨이퍼만 딱 통과. 너는 분량 아웃. 이렇게 되는 거죠. 그래서고 대용입니다. 그래서 어쨌든 웨이퍼 투입량이 늘어나면 증서를 하면 물량이 증가하고 공정이 바뀌어요.

막 어렵게 막 미세 막 선폭이 좁아들고 핀수 늘고 막 이러면 새로운 카드를 또 만들어 줘야 돼요.이 핀수가 바뀔 거 아니에요. 점점 미세해요. 이렇게 넓게 하다가 안에 있는 이제 반도체 칩이 점점 좁아져요. 간격이. 그러면 핀도 초조밀해야 되니까 이것도 새로 또 만들어야 돼요. 그리고 HBM은 아까 말씀드린 대로 서로 붙이기 전에 완벽하게 걸로 내야 돼요. 분량품을 붙인 다음에 하면 너무 비용 부담이 커요. 예. 그러니까 이제 이런 것들 그래서 여기 보면요 밑에 핀수 보이세요? 디램이 14만 개예요. 그니까 디램용이 되게 비싸요. 그 랜드는 6만에서 7만 개. HBM용은 당연히 고사형 제품이라면 비싸죠. 랜드가 가장 부가 가치가 좀 떨어지고 디램과 HBM용이 굉장히 고부가 가치 예, 제품이다라고 보시면 되겠습니다. 그래서이 반도체 검사 장비 안에요 프로브 카드라는 부품이 들어가서 요게 동그란 웨이퍼랑 탁 저 핀이 붙여 가지고 검사를 한다.

테스터 검사 장비와 웨이퍼 밑에 있죠. 요거 중간에 요게 프로브 카드예요. 아까 보여 드린 거. 밑에 침 있죠? 얘가 여기 밑에 딱 닿와 가지고이 선폭이 좁아지면 어떻게 되겠어요? 예. 선폭이 좁아지면요 프로브카드에 붙어 있는 침도 달라져야 되겠죠. 더 미세하게 가야 되니까. 예. 이걸 또 만들어야 되고 수요가 계속 늘 수밖에 없는 거죠. 그래서 요걸 하는 회사가 이제 TSE 마이크로나노 PMT. 요게 이제 요게 좀 어떻게 보면 핵심이죠. 샘 CNS가 하는 세라믹 STF. 요게 배선 간격인데 요게 세라믹 기판이에요.요 안에 들어가 있어요. 여기요 여기요 안에 기판이 들어가 있는데요 간격이 되게 좁은 여기는 넓은 간격. 그니까 침은 그러니까 여기 그 탐침은요 밑에 좁은 간격으로 있는데 기판은 이제 여기로 보내야 될 거 아니에요.

요렇게 생각하시면 될 거 같아요.요 안에 있는 거 중에 4번이 세라믹 STF가 상당히 좀 중요하다. 이렇게렇게 보시고 프로브 카드 세계 1위에서 3위는 [콧방귀] 미국, 이탈리아, 일본이에요. 여기가 좀 굉장히 오랫동안. 예. 그니까 보면 폼팩터, 테크노프로브, MJC 이런 24년도 점유율인데 압도적이죠. 우리나라는 얼마 안 돼요. 네. 한국이 이제 요즘에 점유율이 높아지죠. 그래서 이거 예전에 자료 찾아보니까 24년 자료가 있어서 한번 가져 본 거고요. TSE가 2.5, 코리아 인스트로먼트가 3.1. 근데 지금은 좀 더 바뀌었을 수도 있어요. 그래서 여기요 왼쪽에 있는게 이제 밸류체인입니다. 그래서 세라믹 STF를 만드는 회사는 샘 CNS 여기가 좀 가장 핵심이죠. 프로보 카드에서 그다음 기판 PCB 타이거일렉 프로브 핀 만드는 회사는 메가터치 TSA 자회사예요.

다 타이거 일렉터 제조 장비는 다운 넥스브라는 회사가 하고 있고 카드 예 제조하는 거 요거 프로브 카드를 만드는 거 다 합쳐서 그거는 TSE 코리아 인스트로먼트 마이크로나노 PMT 요런 기업들이 하고 있습니다. 그리고이 그리고 고객이 이제이 카드를 사서 프로브 카드 사서 테스트하는 거죠. 근데 여기서 금을 캐는 회사이 프로브 카드를 만드는 회사는 광산을이 고객사를 잘 골라야 하지만이 곡괭이 세라믹 STF 만드는 회사는 곡괭이에요. 어느 이거 이렇게 보세요. 봄팩터 테크노 프로브 정말 많죠. 프로브카드 만든 회사. 근데 세라믹 STF를 만든 회사 좀 극소수해요. 그니까 저들이 경쟁하면 샘 CNS는 좋은 거죠. 게임만 팔면 돼요. 어디서든 그런 거죠. 그래서 이제 핵심적인 기업은 두 개.요 프로브 카드 쪽에서는 TSE, 세라믹 STF에서는 샘 CNS.요 두 개를 좀 주목을 하시면 됩니다.

이건 넓어요. 그이 둘을 연결해 주는 거예요. 좁은 것과 넓은 거를 딱 중간에서 플랫폼처럼 [음악] 연결해 주는 거죠. 그래서 이제 저 밑에 닿는게 아래쪽 탐침이고 위에 있는 기판 요거를 중간에 연결해 주는 그런 장치라고 생각하시면 될 거 같습니다. 저게 이제 가장 중요하죠. 어떻게 보면 마지막으로 이제 프로보 침 있죠? 핀. 예. 직접 닿는 거. 그 피는 전기를 전달하는 미세한 탐침이고 어쨌든 요거를 만드는 회사가 메가터치 TSE의 또 자회사라고 보시면 될 거 같습니다. 요렇게 이제 구성돼 있어요. 그래서 오늘은 이제 첫 번째 그 웨이퍼 동그란 웨이퍼를 검사할 때 필요한 장비나 부품을 특히 이제 프로브 카드 중심으로 알아봤습니다. 그래서 오늘은 이제 여기서 좀 마무리하고요. 다음 시간에는 이제 그 요즘에 어쨌든 이제 시장이 참네 답답한 좀 장이죠.

한번 공부해 보세요. TSA랑 샘 CNS. 원래 TSA는 랜드 중심인데 D램과 HBM으로 확장하기 시작을 했고 중국의 CXMT에 좀 공급하면서 성장을 했습니다. 그 이제 올해 1분기부터는 국내 대용사의 HBM4 프로브 카드도 공급을 시작했고 실적 조초 상반기에 매출 69% 그다음에 샘 CNS는 디램용 STF요 세라믹 STF 매출이 30억이었거든요. 예전에 23년에 근데 작년에서 213억까지 점프를 했어요. 그리고 올해 4분기에는 HBM용까지도 공급을 할 걸로 좀 기대를 하고 있습니다. 그래서 계속해서 이렇게 성장을 하고 있으니까 요런 기업들도 좀 주목을 하시면 좀 좋을 것 같습니다. 반드시 좀 공부는 해 보세요.이 기업들 다 주가 많이 올라서 절대 추격은 하시면 안 됩니다. 공부를 꼭 해 보시고 왜이 기업들이 좀 이렇게 중요한지 그걸 좀 한번 확인하시면 되겠습니다.