China Wafer Level CSP Co., Ltd
Wafer Bumping 루키에서 이미지 센서 Big Player로
China Wafer Level CSP Co., Ltd.(苏州晶方半导体科技股份有限公司)
Shanghai Stock Exchange Code : 603005
설립일 : 2005년 6월 10일
종업원 : 1,125명(2021년 12월 말 기준)
홈페이지 : http://www.wlcsp.com/EN/
디지털카메라에 사용되는 이미지 센서는 응용 방식과 제조공정에 따라 CCD(전자 결합 소자) 방식과 CMOS(상보형 금속 산화 반도체) 방식으로 나눌 수 있다. CCD는 노이즈가 적어 선명 화질과 섬세한 색상을 얻을 수 있다는 장점이 있는 반면 높은 소비전력과 늦은 처리 속도 그리고 복잡한 주변 회로로 인해 생산 단가가 높다는 단점이 있다. 반면 CMOS는 범용 반도체 생산설비를 사용하여 생산이 가능하고 저전력, 저발열, 회로의 집적화라는 장점이 있지만 CCD대비 노이즈와 낮은 화질이라는 단점을 가지고 있다. 스마트기기 시장의 확대와 함께 저전력, 대량 생산이 가능한 CMOS가 디지털 이미지 센서의 대세로 자리 잡으면서 고화질과 노이즈 최소화를 개선하기 위한 다양한 기술이 개발되었다.
Yole Development에 따르면 2020년 CMOS 센서의 시장 규모는 207억 달러(약 23.5조 원)로 그중 모바일 기기의 점유율이 67.8%에 달한다. 비대면으로 인한 컴퓨터 카메라의 활용도 증가와 자율주행 자동차의 정보 수집 보조수단으로 디지털카메라의 사용이 증가하면서 Computing(8.4%)과 Automotive(6.9%)에 대한 수요가 역시 증가하고 있다. 그리고 비중은 작지만 보안과 의료용, 군사&항공우주용 센서 시장의 성장세가 가파르다.
현재 CMOS 센서 시장의 강자는 Sony로서 전체 시장의 40%를 점유하고 있다. 그 뒤를 우리나라의 삼성전자와 Omnivision(中)이 뒤쫓고 있다. 한때 과반이 넘는 점유율로 이미지센서 업계의 절대 강자였던 Sony였지만 이제는 경쟁자들로부터 자신의 시장을 지켜야 하는 입장이 되었다. Top 10 업체들의 2019년 & 2020년 변화를 살펴보면 디지털카메라 시장의 쇄락으로 인한 일본 업체(Canon & Panasonic)의 역성장과 중국 업체들(Omnivision & Galaxycore & Smartsens)의 약진이 눈에 띈다.
CMOS 센서의 제조 기술이 발달하면서 Pixel의 광집적 부분과 구동회로 부분을 각각의 별도 Wafer로 생산 후, 두 Wafer를 Bonding 하여 하나의 시스템으로 통합하는 방식이 대세로 자리 잡았다. 또한 초고속 & 슈퍼 슬로우 모션 등 다양한 고기능 촬영 방식을 지원하기 위해 이미지 저장 Cashe 역할을 위한 디램(DRAM)이 시스템에 포함되었다. 최근에는 3장의 Wafer(광집적부 + 디램 + 구동회로)를 한 번에 적층 하는 방식으로까지 발전했다. 3장의 각기 다른 기능을 가진 wafer를 적층 하기 위해 3장의 Wafer에 관통 전극(TSV-Throth Silicon Via)을 뚫어 단자를 형성한 후, 상하 Wafer의 단자 위치를 정밀하게 맞춰 적층 한다. 적층이 완료된 Wafer는 Wafer Probe Test를 거쳐 적층 공정에서의 이상 여부를 확인한다. 적층 된 Wafer의 기능에 이상이 없을 경우, Wafer Sawing 공정을 통해 하나의 Die로 절단되어 기판 위에 실장 된다.
CMOS용 Wafer의 집적도가 높아지면서 이미지 센서는 마침내 2억 화소 시대가 열렸다. 고집적된 Wafer를 적층, 패키징하기 위한 난이도 역시 급상승하고 있기 때문에 후발주자들이 진입하기에는 기술적 난도가 높은 시장으로 인식되고 있다.
Sony, Samsung, ST Micro와 같이 설계부터 패키징까지 관여하는 IDM(종합 반도체 업체)과는 별개로 Omnivision, Galaxycore과 같이 Fabless를 지원하기 위한 CMOS 센서 전문 OSAT가 존재한다. 대표적인 CMOS 센서 OSAT인 대만의 Xintec과 중국의 China WLCSP, Huatian(Kunshan Factory)은 CMOS 센서 패키징을 위해 이스라엘 업체에서 개발한 패키징 방식을 사용하고 있다. 이중 China WLCSP는 CMOS 센서 3위 업체 Omnivision(中)과 5위 업체 Galaxycore(中)를 주요 고객사로 두고 있다. 중국의 CMOS 센서 OSAT인 China WLCSP 가 어떤 과정을 거쳐 성장해 왔는지 설명하고자 한다.
Shellcase는 웨이퍼 레벨 패키징(디지털 이미징 및 데이터 통신용 반도체)의 기술 선도 업체로 1994년 이스라엘 예루살렘에서 설립되었다. 1999년 Shellcase은 독자적인 WLCSP(wafer level chip scale package) 패키징 기술인 ShellOP(TM), ShellOC(TM), ShellUT(TM), ShellCF(TM)을 개발하면서부터 업계에 본격적으로 이름을 알리게 됐다. 하지만 모바일 카메라 시장의 개화보다 10여 년 이른 시기에 개발된 기술은 충분한 시장을 형성하지 못했다. 이스라엘에 위치한 웨이퍼 레벨 패키징 제조 공장 역시 충분히 가동되지 못하면서 Shellcase은 재무적으로 궁지에 몰리게 됐다. 재무적 한계 상황을 타개하기 위해 Shellcase는 조급하게 해외 IC 제조 업체와 모듈업체에 특허를 라이센싱 했으나 대만, 일본 업체들에게 라인센싱 한 기술의 사후 관리마저 제대로 되지 않아 적자가 누적되었다.
2005년 파산 직전까지 몰린 Shellcase는 국내외 투자 컨소시엄으로부터 1,940만 달러의 자금 투자를 받아 사업을 재개할 수 있었다. 당시 투자자로는 Leon Recanati가 이끄는 GlenRock Israel, Infinity Venture Capital Fund, Platinum Neurone Ventures, China Singapore Venture Capital, Shrem Fudim Kelner Technologies (SFKT)와 한국의 Korea Global IT Fund (KGIF)가 참여했다. 그리고 그동안 부실한 관리로 인해 제 값을 받지 못했던 WLCSP 기술 특허의 해외 라인센싱에 대해 극약 처방을 내렸다.
2006년 구조조정이 완료된 Shellcase는 자신이 가진 WLCSP에 대한 특허 권리를 미국의 특허 전문업체인 Tessera technologies(現 Xperi corporation)에게 3,300만 달러에 매각했다. 투자자들은 1,940만 달러를 투자하여 8개월 만에 특허 매각만으로 투자금을 회수할 수 있었다. 그동안 Shellcase의 특허를 무단으로 사용하다시피 하던 업체들은 특허의 소유권이 미국 거대 특허 업체로 넘어가자 울며 겨자 먹기로 특허 사용 비용을 지불할 수밖에 없었다. Shellcase는 특허 매각 시, 중국 시장에 대한 특허 권리만은 남겨두었다. 이를 바탕으로 하여 Shellcase를 중심으로 이미지 센서용 Wafer Bumping & Test를 주요 사업으로 하는 OSAT가 중국에 설립되었다.
* China Wafer Level CSP Co., Ltd.(苏州晶方半导体科技股份有限公司-이하 "WLCSP")
WLCSP는 설립된 이후, 수익이 발생하는 데까지 12개월이 채 걸리지 않았을 정도로 빠르게 시장에 안착했다. 이렇게 시장에서 회사 가치를 인정받은 WLCSP는 2007년 지분 18.68%(2,200만 달러)를 Omnivision(당시 미국계 Fabless)에 매각할 수 있었다. 이후 Shellcase는 EIPAT(Engineering and IP Advanced Technologies Ltd)로 사명을 변경했다. 한편 한국의 KGIF는 China WLCSP가 상장되기 전인 2011년 투자자금을 회수하며 Exit 했다.
2012년 6월 WLCSP가 상해 증권거래소에 제출한 상장 예비심사 보고서에 따르면 초기 WLCSP의 주주는 EIPAT 35.27%, 中新苏州工业园区创业投资有限公司 29.05%, Omni Holdings 18.68%, 英菲尼迪－中新创业投资企业 8.3%, 기타 8.7%로 구성되어 있다. 2014년 상장 이후, WLCSP는 시가총액 10억 달러가 넘는 가치를 평가받았다. 다수의 투자 업체가 주주로 있는 EIPAT는 지속적으로 지분을 매각하여 투자자금을 회수했으며 2020년 말 기준 6.72%의 지분만을 보유하고 있다.
미국계 회사였던 Omnivision이 2015년 중국계 사모펀드에 인수되면서 18.68%에 달하던 Omnivision holdings의 비중은 2016년을 기점으로 4% 이하로 급격히 낮아졌다. 2019년 Omnivision이 Will Semiconductor(603501, SHA)로 인수된 이후 중국 업체 간 지분 보유로 인한 마찰을 피하기 위해 Omnivision은 WLCSP의 지분 전량을 매각했다. 현재 WLCSP는 중국 쑤조우 시 정부가 소유한 중신창투의 지배를 받고 있으며, 2018년부터 국가반도체기금이 2대 주주로 등재되어 있다.
WLCSP는 2011년 독일의 메모리 반도체 업체인 Qimonda의 쑤조우 R&D Center를 매입하여 생산능력을 대폭 끌어올렸다. 이후 2014년 신규 생산 라인을 건설하고 생산 능력을 대폭 확대하려 했으나 CMOS 센서 기술 발전에 의해 계획이 미뤄졌다. 아이러니하지만 기술의 발전은 시장에 참여하고 있는 모든 참여자들에게 동일한 혜택을 주지 않는다. 예를 들어 10만 장의 Wafer에서 1억 개의 반도체를 얻던 업체가 Wafer 상 IC의 집적도가 높아지게 되면 8만 장 혹은 6만 장의 Wafer만 생산해도 동일한 개수의 반도체를 생산할 수 있다. 혹은 10 만장씩 2종의 각기 다른 Wafer 20장을 필요로 하던 가공하던 방식이 Wafer 가공단에서 TSV 기술이 적용되어 2장의 Wafer가 적층 되어 버릴 경우, 패키징 업체에서 수주할 수 있는 Wafer 패키징 수량은 절반으로 급감하게 된다. 이와 같이 반도체 업계에서는 집적도 향상과 패키징 기술의 진보로 인해, 뜻하지 않은 업체들이 예상치 못한 결과를 마주하는 경우가 허다하다.
CMOS 센서 업계에서는 2014년을 기점으로 Wafer에 TSV(관통전극) 기술이 적용된 2장의 적층 된 Wafer가 패키징 업체로 이관되기 시작하면서 패키징 업체의 Wafer 가공(Bumping) 수량이 점차 줄기 시작했다. 초기 High-End 모델에만 적용되던 공법이 Mid-End 레벨로까지 확산되며 Wafer Bumping 수량이 정체하자, WLCSP는 신규 공장 투자와 가동 계획을 보류할 수밖에 없었다. WLCSP의 매출 추이를 보면 상승하던 매출이 2014년, 2017년 정점을 찍고 하락하는 것을 볼 수 있다.
WLCSP는 이미지 센서 산업의 트렌드 변화에 따른 채찍 효과를 피하고자 전방 산업으로 영역을 확장했다. 2018년 본래 Wafer 패키징 목적으로 준비했던 공장(Facility III, IV)에 이미지 센서용 Lens 생산 공장 Wlopt를 차렸다. 동시에 2019년 네덜란드에 위치한 Anteryon(舊필립스 광학사업부)을 인수하여 이미지 센서 모듈 제조 및 응용 솔루션까지 사업을 확대했다. WLCSP(패키징)-Wlopt(Lens)-Anteryon(모듈 외)으로 이어지는 수직계열화를 통해 2020년 WLCSP의 매출액은 2019년 대비 2배 성장할 수 있었다.
China WLCSP - Packaging & Test ServiceWLCSP는 현재 중국 내에서 가장 고도화된 CMOS 패키징 라인과 숙련된 패키징 기술을 보유하고 있다. 특히 WLCSP가 보유한 CMOS 패키징 특허는 WLCSP와 EIPAT와 연결고리가 끊어지지 않는 이상, 他OSAT들의 추가적인 시장 진입을 막는 해자의 역할을 할 것으로 보인다.
또한 국내외 투자를 통해 단순한 CMOS 패키징에만 국한된 사업영역을 이미지 센서 모듈, Lens까지 확대하여 시장 변화, 특히 기술 발전에 따른 위험을 분산했다. 이를 토대로 WLCSP는 이미지 센서 시장과 동반 성장할 수 있는 기반을 다졌다.
이렇게 상승세를 타고 있는 WLCSP 역시 고민이 있는데 바로 CMOS 패키징에 편중된 사업 영역과 규모의 경제 실현이다. 2020년 기준 2천억 원에 육박하는 매출을 올렸다고 하지만 중국 내 Top Tier 경쟁사인 JCET, TFME, TSHT과 비교했을 때, 아직은 턱없이 부족한 게 현실이다. 그러나 다른 동종업체들과 비교했을 때 WLCSP의 매출 규모가 작다고 해서 시장 가치 역시 낮게 평가받고 있지는 않다. 오히려 OSAT업계의 동종 업체들 대비 과도하다 싶을 정도의 가치를 인정받고 있다.(2021년 12월 31일 종가 기준, 시가총액 4.5조원)
개인적으로 WLCSP가 가진 높은 시장가치를 활용한다면 WLCSP의 기업 규모를 단숨에 확대할 수 있을 것으로 생각된다. 이런 시나리오를 실행하기 위해서는 중국 사모펀드인 Wiseroad Capital과의 연대가 반드시 필요하다. 현재 중국 정부의 지원을 받는 Wiseroad Capital은 산하에 OSAT 2곳을 보유하고 있는데, 이들 업체들의 구조조정이 완료된 시점에 증시 상장을 계획하고 있다. 만약 WLCSP와 Wiseroad Capital 산하의 OSAT를 합병하여 우회 상장할 경우, Wiseroad Capital 입장에서는 가장 손쉽게 차익을 실현하며 Exit 할 수 있을 것으로 예상된다.
① UTAC Group(2020년 인수) : 자동차용 반도체 패키징 강점, 2020년 매출액 OSAT Top. 12
② ATX Semiconductor(ASE Holdings 중국 공장 4곳, 2021년 인수) : Lead Frame 기반 패키징 위주
2015년 JCET가 StatsChipPAC을 인수했던 사례와 동일하게 WLCSP를 인수 주체로 놓고 Wiseroad Capital과 국가반도체기금(ICF)가 자금 투자를 통해 중간 지주사를 설립하는 방안이 유력할 것으로 예상된다. WLCSP 주도하에 UTAC 혹은 ATX를 인수할 경우, WLCSP는 이미지센서 전문 OSAT에서 다양한 패키징 Line up을 갖춘 거대 OSAT로 탈바꿈할 수 있다. 이를 위해서는 향후 몇 년간 WLCSP의 시장가치가 유지되어야 하기 때문에 CMOS 패키징 사업 강화에 추가적인 투자 활동이 지속적으로 이뤄져야 한다. 또한 CMOS 외 다양한 반도체 패키징 기술에 대한 사전 스터디가 필요하다.
아직은 미래의 일이기 때문에 실제 M&A로 이어질 수 있을지 예단하기 어렵다. 하지만 한 가지 분명한 것은 WLCSP의 전략적 가치가 UTAC과 ATX의 구조조정이 완료되는 시점에 반드시 재조명받을 수밖에 없는 것이다. 향후 중국 반도체 패키징의 마지막 퍼즐이 될 수 있는 사안이기 때문에 WLCSP와 Wiseroad Capital의 행보를 추적하며 모니터링할 필요가 있다.
① WLCSP + UTAC
② WLCSP + ATX Semiconductor
③ WLCSP + UTAC & ATX 자동차용 반도체 패키징 부문을 제외한 전 부문 /
CR-Micro + UTAC & ATX 자동차용 반도체 패키징 부문
https://www.waferoptics.com/wzsy
