모바일기기용 하이엔드 기판 생산 증가

2013년 국내 PCB 시장은 전년 대비 11% 성장한 10조 2천억 원을 기록했다. 국내에서의 스마트기기 수요 성장은 둔화된 반면 해외에서의 성장세는 꾸준하였으며, 이에 따른 스마트폰을 포함한 모바일기기용 하이엔드 기판 생산 증가가 지속됐다. 전세계 경기가 2000년 말부터 2~3년에 이르는 장기 침체에 빠지면서 세계 PCB 업체들은 제조원가를 낮추기 위해 중국으로 생산투자 확대를 더욱 가속해 오고 있다. 이에 본지는 한국전자회로산업협회(KPCA)의 PCB 산업 및 기술 동향을 자료를 바탕으로 PCB 시장의 현황을 알아본다. <편집주>

세계 전자회로산업 산업 규모

2013년 세계 PCB 생산은 전년 610억 달러에 대비하여 4% 성장한 635억 달러를 기록하였으며 2014년은 약 4% 성장한 658억 달러로 전망된다.
2013년 세계 전자산업 시장은 1조9천억 달러이며, 이중 세계 PCB 시장은 3.3%를 차지하고 있다.

2013년 아시아 PCB 시장은 전세계 전자회로기판시장의 90%를 점유하고 있으며, 중국 및 일본, 한국, 대만 4개국의 점유율이 전세계 전자회로기판의 84%를 차지하고 있다. 한국의 세계시장 점유율은 전년대비 11% 성장하며 중국, 일본에 이어 3위를 차지했다. 1위는 중국(42%), 2위는 일본(15%), 3위 한국(14%), 4위 대만(13%) 순이다.

용도별
2013년 세계 PCB기판 시장은 스마트폰과 태블릿PC용 고성능 대용량 기판을 중심으로 한 휴대폰, 컴퓨터, 반도체용 PCB 성장이 이어졌으며, 이들 제품은 한국 등 일부 지역에서의 성장둔화에도 불구하고 중국, 인도 등 큰 수요시장에서의 성장은 지속될 것으로 전망된다.

제품별
2013년 해외에서의 모바일 기기 수요 성장세는 꾸준하였으며 모바일기기용 하이엔드 기판 생산증가가 지속되어, 단·양면, 다층, 빌드업 기판과 같은 경성 기판의 생산액이 약 410억 달로 전체기판의 65%를 차지하고 있다.

특히 스마트폰의 성장을 바탕으로 빌드업(Build-up) 시장은 연평균 9% 성장하여, 2014년에는 약 106억 달러 규모의 시장을 형성할 것으로 전망되며, FPC도 연평균 13%씩 성장하여 2014년에는 140억 달러로 전망된다. 또한 2013년에는 스마트 모바일 환경에 적합한 고부가 반도체 기판인 FC-CSP 수요가 꾸준히 증가할 것으로 보인다.

국내 전자회로산업 산업규모

시장 현황
2013년 국내 PCB 시장은 전년 대비 11% 성장한 10조 2천억 원을 기록했다. 국내에서의 스마트기기 수요 성장은 둔화된 반면 해외에서의 성장세는 꾸준하였으며, 이에 따른 스마트폰을 포함한 모바일기기용 하이엔드 기판 생산 증가가 지속됐다.

단·양면, 다층, 빌드업 기판과 같은 경성 기판의 생산액이 약 4조7천억 원으로 전체 기판의 46%를 차지하고 있으며, 이 가운데 다층기판은 23% 경성기판 가운데 가장 많은 생산액을 기록했다.

특히 스마트 기기에 주로 적용되는 빌드업(HDI) 기판, FPC, PKG 기판은 10% 이상의 성장을 기록하며 국내 PCB 시장 성장을 주도했다. 고밀도 배선의 빌드업 기판은 스마트 기기의 고기능성을 실현하며 지속적으로 채용이 확대중이다.
8층 이상 빌드업 기판의 생산액은 1조2천억 원으로 작년대비 13% 성장했다. 스마트 기기에 주로 적용되는 IC-Substrate(PKG 기판 또는 반도체 기판)와 FPC(Flexible 기판)도 10% 이상 성장했다.

부문별 세부 현황

기판
2013년 국내에서의 모바일 기기 수요 성장은 둔화된 반면 해외에서의 성장세는 꾸준하였으며, 이에 따른 모바일기기용 하이엔드기판 생산증가가 지속되어 전년 대비 11% 성장한 약 10조 2천억 원을 기록, 2014년 또한 8% 정도 성장한 11조원으로 전망된다.

2014년 국내전자회로기판 생산액은 국내의 수요 정체상황과는 달리 지속 성장세인 중국을 포함한 해외 신흥국에서의 스마트기기 수요 증가로 특히 스마트폰에 채용되는 임베디드 기판, 연성기판 및 반도체 기판 등 고부가기판의 판매 성장이 기대된다.

2013년 국내전자회로기판 생산량은 전년대비 약 10% 증가한 39,910㎢ 규모이며, 2014년은 약 8% 정도 성장한 43,180㎢으로 전망된다.

특히 스마트기기에 주로 적용되는 빌드업기판, FPC, PKG 기판은 10% 이상의 성장을 기록하며 국내 PCB 시장 성장을 주도하였다. 일본의 견제 및 대만의 추격이 치열한 가운데 AP용 FC CSP, 무선용 전층 IVH 등 고기능 기판이 국내 PCB 성장을 선도할 것으로 전망된다.

원자재

금액기준
2013년 원자재 산업 생산규모는 전년대비 약 7% 증가한 1조9800억 원으로, 2014년은 6% 정도 성장한 2조1000억 원으로 예상된다.
2013년 Flex PCB용 FCCL의 경우 품질, 마케팅 경쟁력으로 인한 연평균 20%대의 고성장을 기록했다. 2014년 Rigid PCB용 CCL의 경우 단면 및 양면 기판의 생산증가와 IC-Substrate 수요의 증가세로 약 2-3정도 증가할 것으로 예상되며, Flex PCB 관련 원자재인 FCCL의 경우 2013년 대비 약 16% 정도 증가할 것으로 전망된다.

수량 기준
2013년 동박을 제외한 원자재 산업 생산량은 전년대비 약 7% 증가한 106.195㎢ 규모이며, 2013년 또한 6% 정도 성장한 113.020㎢으로 전망된다.

2013년 국내 원자재 동박시장에서는 Rigid PCB 동박 및 Flex PCB 동박은 비교적 중국, 홍콩, 대만으로의 수출이 비교적 활발하여 총 12%의 고성장을 기록했다. 또한 Flex PCB의 수주 증가로 Bonding Sheet는 전년대비 9%의 고성장을 기록하였으며, Coverlay는 전년대비 5%의 성장률을 보였다.

부자재

금액기준
2013년 부자재 산업 시장규모는 전년대비 약 3% 증가한 4천억 원 규모이며, 2014년 또한 3% 정도 성장한 4130억 원으로 전망된다.
Dry Film의 경우 단면 및 양면 기판, 일부 다층 PCB, 빌드업기판의 생산량 증가와 IC-Substrate의 수요 증가세로 2012년 대비 약 5%가 증가한다. 소모성 부자재인 Bit의 경우, 빌드업 및 고다층 Flex용 PCB, IC-Substrate 기판의 홀수 증가 및 Layer 수의 증가로 CNC Drill Bit는 전년대비 5%, Router Bit는 전년대비 2% 성장하였다.

설비

금액기준
2013년 설비산업 시장규모는 스마트기기의 영향과 국내외 증설 및 보완 투자로 인해 2012년 대비 7% 증가한 약 7500억 원 규모이며, 2014년에는 증설 및 보완 등의 투차가 이어져 2013년 대비 1% 증가한 7600억 원대로 전망된다.

2014년 전자회로기판 제조업체들은 대규모 증설보다는 부분적 보완투차가 이루어질 것으로 전망된다.

전문 가공
2013년 전문가공산업 시장규모는 전년대비 약 7% 증가한 1조9500억 원 정도의 규모이며, 2014년에는 7% 정도 성장한 약 2조8백억 원으로 전망된다.
국내 PCB 산업의 성장을 주도하고 있는 스마트기기용 고기능 빌드업 기판 및 반도체 패키징 기판의 홀수 증가로 CNC 드릴과 레이저드릴 등 홀가공 관련 외주 시장의 성장세가 두드러진다.

Flex PCB(Rigid-Flex 기판 포함)
2013년 Flex PCB는 기존 휴대폰의 힌지(Hinge)부, 소형 카메라부, 액정 디스플레이부, 키패드부 등의 부품 채 용에서 스마트폰에 최대 6개의 FPC가 채용되는 등 시장이 급성장하여 2014년 이후에 수요가 더욱 늘어날 것으로 전망된다.
휴대폰용 Rigid-Flex 기판의 경우 제품에 빌드업 기술 적용이 대부분이며, 다층 Flex PCB의 경우 빌드어 기술이 적용되고 있는 제품도 대부분인 것으로 조사됐다. Rigid-Flex 기판에 적용되고 있는 빌드업 기술은 보통 2-빌드 이하의 기술인 1+4+1 또는 2+2+2 구조가 일반적이다.

다층 Flex PCB의 회로폭은 2012년 50㎛에서 2014년에는 45㎛까지 감소 후, 2016년에는 30㎛까지 감소할 것으로 전망된다. 홀 직경은 2012년 100㎛에서 2014년에는 75㎛까지 감소할 것으로 전망되며, 마이크로비아의 직경은 2012년 100㎛에서 2014년 75㎛, 2016년에는 50㎛ 감소할 것으로 전망된다.

임베디드 FPCB의 경우 두께 문제로 어려움이 있다. Right-Flex에서 임베디드 페시브용 FPCB가 개발됐지만 아직 채용된 바 없다.

IC-Substrate

PBGA
PBGA(Pin Ball Grid Array)는 현재 200-800 I/O Pin count가 적용되고 있다. Line/Spaces는 2014년 30㎛/40㎛ 수준이며 2016년까지 30㎛/40㎛으로 유지될 것으로 전망된다.
또한 FC-BGA와 CSP에 의하여 계속 점유율이 낮아지고 있으며, 매년 2% 이하의 성장세를 보일 것으로 전망된다.

CSP(빌드업)
CSP(Chip Scale Package)는 회로의 고밀도화 실현을 위해 가장 기본이 되는 기술이다. 타층의 자유도를 얻을 수 있는 Blind/Burid Via 가공 및 적층 라미네이트 기술이 핵심을 이루고 있다. 2013년 Line/Spaces는 15㎛/15㎛ 수준이며 2014년에는 12㎛/12㎛으로 감소될 것으로 전망된다.

FC-BGA
FC-BGA은 2012년 기준으로 8~12층 구조에 2-4-2 또는 3-4-3 방식의 빌드업 구조가 대세다. 빌드업 층의 Line/Spaces는 10㎛/10㎛, 범프 피치(Bump Pitch)는 130㎛로 양산되고 있다.
2014년에는 층 구성 14L, 5-4-5, 패턴은 8㎛/8㎛, 범프 피치는 110㎛의 고난이도 기술이 요구될 것으로 예상된다.

FC-CSP
FC-CSP는 2012년 기준으로 4층-6층 구조에 2-2-2 방식으로 빌드업 구조가 대세이고 빌드업 층의 Line/Spaces는 15㎛/15㎛으로 양산되고 있다.
또한, 2014년에는 층 구성 4~8L, 패턴은 10㎛/10㎛, 극소 Via는 50㎛, 범프 피치는 110㎛의 고난이도 기술이 요구될 것으로 분석된다.

BOC
BOC(Board on Chip)은 2013년 기준으로 1~2L 최소 두께는 200㎛이며, Line/Spaces는 25㎛/25㎛으로 양산 중이다.
또한, 2014년에는 1~2L 최소 두께는 150㎛이며, 패터은 20㎛/20㎛, CNC 드릴 및 Pad 사이즈는 65㎛/150㎛, SR 잉크 두께는 15㎛의 기술이 요구될 것으로 분석된다.

TAB
TAB(Tape Automated Bonding)은 2012년 기준으로 Lead 두께는 15㎛으로 2014년까지 유지될 전망이며, Line/Spaces는 18㎛/20㎛으로 양산될 예정이다.
또한, 2014년 Inner lead Counter 700, 패턴은 18㎛/20㎛, Solder mask 두께 26㎛의 기술이 요구될 것으로 분석된다.

COF
COF(Chip on Film)은 2012년 기준으로 Lead 두께는 8㎛로 2016년까지 유지될 전망이며, Line/Spaces는 7.7㎛/7.5㎛으로 양산될 예정이다. 또한 2014년에는 Inner lead Counter 1800, 패턴은 5㎛/5㎛, 솔더 마스크 두께 10㎛의 기술이 요구될 것으로 분석된다.

임베디드 PCB
임베디드 PCB에서 능동소자를 임베딩하는 경우 2012년은 비교적 핀 수가 적고 간단한 IC의 임베딩을 시작으로 디지털 IC에서 아날로그 IC로 점차 확대되고 있으며, 수동소자는 디스크리트 칩, 특히 MLCC를 임베딩하는 것이 주류가 되고 있다. 2012년에는 스마트폰과 태블릿PC의 고성능화로 인해 내부에 들어가는 많은 패키지, 모듈 부품에 임베디드 PCB가 채용되고 있으며, 이러한 추세로 이후에는 임베디드 PCB가 대거 채용될 것으로 전망된다.

전장용 PCB
자동차 전장품에 사용되는 인쇄회로기판은 HEV/EV시장이 점차 확대되면서 세계 시장이 매년 5.4%씩 성장해 2015년경 33억 달러 규모로 성장할 것으로 보인다. 이에 따라 각국의 PCB 업체들도 고부가 제품을 중심으로 제품군을 다원화하려는 움직임을 보이고 있다.

전장용 PCB의 주요 사용처는 과거 ECU/텔레매틱스/ABS/TCU 등에 사용되었으며, 주요사양으로는 4~8층 정도의 다층 PCB와 양면 PCB가 가장 많이 적용되었다. 2010년 이후 HEV/EV 자동차 시대에 접어들면서 전기 모터의 전기를 공급하는 인버터/컨버터에 대한 사용 증가로 인해 고 전력용 Heavy Cu(2oz↑) PCB 사용이 증가하는 추세이다.

Heavy Cu PCB는 일반적으로 Cu의 두께가 30z(105㎛)이상 제품을 의미하지만, PCB 회로 구현 능력 등 여러 문제들로 인해 현재에는 20z(70㎛) 위주의 PCB 제품군이 시장을 형성하고 있다. 향후 고 전류 전송 및 PCB 내구성 강화 목적으로 인해 30z 이상의 제품군 확대가 예상된다.

중화권 PCB 시장 현황

중국 시장
전세계 경기가 2000년 말부터 2~3년에 이르는 장기 침체에 빠지면서 세계 PCB 업체들은 제조원가를 낮추기 위해 중국으로 생산투자 확대를 더욱 가속해 오고 있다.

중국 전자산업의 도약적 발전은 전세계 PCB 산업 판도의 변화를 이끌었고, 중국시장은 거대한 중국시장 수요를 토대로 세계 각국의 PCB 제조업체들의 치열한 각축장이자 세계적인 PCB 생산요지가 됐다.

2013년 중국 PCB 생산 규모는 2012년 대비하여 4% 성장한 26,551M/USD로 전세계 시장의 42%를 차지하는 세계 최대 생산 국가이다. 2014년에는 해외 업체들의 타지역 투자가 지속되며 약 5% 성장한 27,878M/USD 규모를 형성할 것으로 전망된다.

2012년 중국 PCB 시장은 컨수머 분야가 7,148M/USD(28%), 통신이 6,383M/USD(25%), 오토모티브 3,830M/USD(15%), 컴퓨터 2,553M/USD(10%) 등이 차지한 바 있다.

대만 시장
2013년 대만 PCB 생산규모는 2012년 대비 약 4% 성장한 8,555M/USD로 전세계 시장의 13%를 차지하며 중국, 일본, 한국에 이어 세계 4위의 PCB 생산국이다.

기술력을 요하는 PKG 기판이 전체 생산기판의 40%를 차지하는 고수익 구조를 이루고 있다. 2014년은 약 3% 성장한 8,777M/USD 규모를 형성할 것으로 전망된다. 대만 PCB 업체의 대부분은 중국에 생산 거점을 가지고 대만과 중국 양쪽에서 생산하고 있다.

96년 대만정부에 의한 중국 현지에의 투자 규제가 완화된 이래 NanYaPCB, Unimicron, Compeq, ChinPoon, WUS 등 톱클래스의 기업이 중국에 진출하였다. 또한 제품별 생산액 비율로는 대만에서는 빌드업을 제외한 경성기판이 33%, 빌드업 12%, 플렉시블 기판이 14%, PKG가 41%를 차지하고 있다.

세계 FPC 기판 시장현황
FPC는 휴대전화 등의 모바일 기기에서 많이 채용된다. 2012년부터 스마트폰 시장의 증가와 태블릿의 급성장을 요인으로 2013년도 세계 FPC 생산액은 전년대비 120.4% 성장한 1조228억엔, 생산량은 전년대비 111.3% 성장한 5,101만㎢이다.

스마트폰의 시장 확대에 따라 FPC 수요도 높아지고 있다. 특히 애플, 삼성전자의 FPC 채용량과 구입 금액이 전체 수요를 끌어올리고 있으며 애플, 삼성전자에 납입하는 FPC 업체의 판매수량이 증가하고 있다.
2013년 1사분기에 애플의 iPhone5의 생산이 줄어들어 애플용 서플라이어는 일시적으로 가동률이 저하되었으나 삼성전자에서는 FPC 수요가 증가하는 경향으로 한국 FPC 업체의 생산 수량이 확대되고 있다.

FPC 수요는 휴대전화와 태블릿용에서 과반수를 차지하고 있기 때문에 이후에도 스마트폰 태블릿에 연동한 시장추이가 될 전망이다. 하이엔드 스마트폰에서는 1대당 15장 정도의 FPC가 채용되고 있다. 애플, 삼성전자 이외의 단말업체에서도 FPC 탑재량을 증가시키는 움직임이 보이고 있다. 이 때문에 2015년경까지는 애플리케이션의 높은 성장률의 영향으로 FPC 수요도 확대 기조를 보일 것이라 추측되며 스마트폰, 태블릿의 성숙에 의해 이후에는 미증하는 추이로 예측된다.

향후 FPC가 확대될 애플리케이션은 스마트폰, 태블릿PC, DSRL 카메라, HDD이며 이들 시장은 장기적으로 확대될 것으로 보여 연계된 해당 제품 시장도 확대할 것으로 전망된다. 하지만 애플과 삼성전자에 대한 해당 제품의 의존율이 상당히 높아 설계변경 등에 따른 위험이 크다.

FPC 시장은 50사 이상의 많은 업체로 구성되어 있으며 일본, 한국, 대만 업체가 많이 참여하고 있다. 일본의 맥트론을 비롯하여 후지쿠라와 스미모트전공프린트써킷, 니토덴꼬, FPC 4개사가 상위에 랭크되어 있다. 일본 업체의 점유율은 41%로 스마트폰과 태블릿PC, 중소형 디스플레이와 HDD 수량이 많으며 제조난이도가 비교적 높은 분야에서 점유율이 높다.

한국업체는 영풍, 인터플렉스, 대덕GDS, BH, 플렉스컴 등이 큰 규모이며 삼성전자, LG전자의 스마트폰, 태블릿PC 및 해당 그룹의 디스플레이 공급용이 큰 비중을 차지하고 있다.

대만 업체는 이전 Carrer만이 점유율이 높았으나 애플의 신규 서플라이어로 플랙시움과 Zhen Ding Technology 출하가 증가하고 있어 급격히 대만 체의 점유율이 높아지고 있다.

세계 부품내장기판 시장 현황
부품내장기판은 모듈기판의 소형화 목적으로 채용되어 왔지만 2012년부터 휴대전화 메인 기판과 PKG 기판에 채용되어 2013년도 세계 부품내장기판 생산액은 전년대비 173,3% 성장한 89억엔, 생산량은 전년대비 173.3% 성장한 11,311만 개를 기록했다.

주력 애플리케이션이었던 카메라모듈향기판은 최대 유저인 노키아의 판매부진으로 감소하였으나 애플리케이션 프로세서용 FC-CSP기판과 SSD용 메인기판, 스마트폰기판과 새로운 애플리케이션 채용이 확대되고 있어 수량기준으로는 전년대비 2배 이상을 기록했다.

2013년 삼성전자 스마트폰용 프로세서 Exynos에 더해 퀄컴의 Snapdragon에서도 수동 부품내장기판 채용이 증가하여 시장은 더욱 폭넓게 확대하고 있으며, 울트라북 PC의 SSD의 메인기판에서 액티브 부품과 패시브 부품이 혼재한 부품내장기판이 증가하고 있어 평균단가도 상승할 것으로 전망된다.

스마트폰과 태블릿 CPU에서의 부품내장기판 채용은 기판사이즈 소형화뿐만 아니라 클럭 스피드 향상이라는 특성 향상이 가능하기 때문에 향후 채용에는 삼성전자와 퀄컴 이외에도 채용이 확대될 가능성이 크며 해당 시장에 견인할 애플리케이션이 될 가능성이 높다.

메인보드 채용은 마운터 정비 등 인프라 면에서 정비되어 있지 않지만 장기적으로 스마트폰 기판용으로 기판 사이즈 소형화가 요구되어 증가할 것으로 전망된다.

2013년에는 스마트폰용 애플리케이션 프로세서용 기판에 수동부품내장이 확대되어 이후 많은 기종에 채용이 확대될 것으로 보이며 PKG기판은 스마트폰, 태블릿PC와 함께 장기적으로는 PC 프로세서에도 채용될 것으로 보인다.
2013년은 휴대전화용(피처폰/스마트폰)이 전체의 96.1%를 차지하고 있다. 부품내장기관은 기판의 소형화에 기여하는 기술이다. 기판소형화 요구가 높은 애플리케이션이 휴대전화이므로 향후에도 휴대전화가 최대의 어플리케이션이 될 것으로 전망된다.

또한 스마트폰 이상으로 기판의 소형화가 요구되는 웨어러블 기기용으로 채용이 기대된다. 태블릿PC에서도 스마트폰과 마찬가지로 프로세서용기판으로서 부품내장 채용이 이루어지고 있으며 태블릿PC의 내부구조는 스마트폰과 비슷하여 향후 스마트폰에서 채용된 모듈용 부품내장기판도 채용될 가능성이 높다.

세계 고다층 PCB 시장 업체 현황
고다층 인쇄회로기판은 18층 이상의 회로로 형성된 고밀도, 고집적의 다층 기판이다. 초고속 대용량의 정보 처리가 가능하도록 설계됐다.

고다층 적층 기술 및 고정밀 도금기술과 임피던스 관리 능력이 필수적으로 수반되어야 하며 근간에는 신호전달 특성을 고려한 임베디드, 백 드릴(Back Drill), Via in Pad, High Density Interconnection 등의 기술이 접목되고 있다. 또한 고품질 고신뢰성이 요구되는 고부부가치 제품이다.

2012년 18층 이상 고다층 기판의 연간 생산액은 1,585M/USD이며 국내는 190M/USD로 세계 4위를 기록하였으며, 국내 고다층 기판 생산 업체가 세계시장 점유율에서 3위(이수페타시스), 15위(대덕)를 각각 기록했다.