충북도와 청주시는 21일 산업통상자원부와 함께 추진하는 ‘시스템 반도체 첨단 패키징 플랫폼 구축’ 사업이 2021년 4분기 국가연구개발사업 예비타당성조사(이하 예타) 대상사업으로 선정되었다고 밝혔다.
※ 시스템반도체 밸류체인 : 설계(팹리스)-前공정(파운드리)-後공정(패키지&테스트)

충북도는 시스템반도체 後공정 산업의 중요성을 인식하고 지난 2019년부터 산업통상자원부와 협력하여 사업기획을 완성한 후, 2020년 3분기 예타를 신청하였으나, 신규 인프라 구축을 위한 사전분석 등 타당성 제시가 미흡함을 사유로 예타대상에 미선정된 바 있다.

이번 예타대상 선정은 지난 미선정 사유를 세심히 보완하고, 국가 반도체산업 육성 전략인 ‘K-반도체 전략’에 본 사업을 반영하는 등 사업의 추진 타당성을 높여 재도전 끝에 이룬 성과이다.

이 사업은 총사업비 2,600억원(국비 1,428억원, 지방비 935억원, 민자 237억원)을 투자하여, 청주오창테크노폴리스 일반산업단지에 부지 19,900㎡, 건축 연면적 12,122㎡(2층) 규모의 첨단패키지 기술혁신센터를 구축하고 이와 관련된 첨단패키지 기술 고도화 R&D, 첨단패키지 생태계 조성 사업을 추진하게 된다.

반도체 제조 기술은 그동안 前공정의 웨이퍼 회로 선폭의 미세화를 통해 고집적화해 반도체를 더 작고, 더 빠르게 만들어 왔으나, 최근 5nm(나노미터), 3nm, 2nm 등 초미세화 되면서 미세화공정이 한계에 이르렀다.

첨단 패키징 기술은 이러한 前공정의 미세화 한계를 극복하기 위해 대안으로 대두되는 첨단 기술이다.

이는 전공정에서 제작된 웨이퍼 칩을 수직으로 적층하여 집적도를 높이는 3D 패키지 기술, 반도체 기능이 다른 CPU(중앙처리장치), 메모리, 통신칩 등을 하나의 반도체로 패키징하여 경박단소화하는 이종접합패키지 기술 등 첨단 패키징을 통해 반도체 성능을 향상시키는 방향으로 변화하고 있다.

세계 반도체 시장을 선도하는 주요국은 첨단패키지 기술 개발을 위해 관련 인프라 구축에 적극 투자하고 있으나, 우리나라는 아직 미흡한 실정이다.

대만, 중국은 정부지원으로 세계 후공정 시장을 선점하고 있으며, 국내 팹리스 기업은 대만, 중국에 후공정 제작을 의뢰하여 시간이 많이 소요, 초기시장 선점 기회 상실, 기술 유출 우려 등 어려움을 겪고 있다.

또한, 국내 후공정 기업은 고가의 장비 특성상 연구개발용 시설？장비가 부족하고 양산용 장비를 할애받기 어려워 첨단패키징 공정개발에 한계가 있으며, 대만, 중국 등 경쟁국과 격차는 점차 심화되고 있다.
※ 글로벌 상위 25개 후공정 기업에 대만 12개, 중국 4개 기업이 포함되어 있으며, 전체 시장의 약 73%를 점유, 국내 기업은 SFA반도체, 하나마이크론, 네패스 등 3개 기업으로 3% 수준
※ 우리나라 후공정 시장점유율은 2012년 6.7%에서 2018년 3.4%로 하락

본사업은 이러한 문제점을 해결하기 위해 플립칩(FCP), 웨이퍼레밸패키지(WLP), 시스템인패키지(SiP) 등 첨단패키지 일괄공정장비를 구축하고 이를 활용한 3D, 이종접합패키지 등 첨단패키지 기술개발을 지원하여 국내 첨단 패키지 기술경쟁력 향상을 목표로 한다.

충북은 SK하이닉스, DB하이텍, 키파운드리 등 파운드리 대표 기업과 네패스, 심텍, AT세미콘 등 국내 주요 후공정 기업이 위치하며 100여개의 반도체 기업이 집적되어있고, 후공정 분야 기술지원 노하우를 축적한 충북테크노파크 등 혁신기관이 위치하여 최적의 입지조건을 갖추었다.

이 사업을 통해 경기？수도권은 팹리스, 파운드리 생태계, 중부권은 후공정 생태계 조성으로 상호 연계하여 시스템반도체 생태계를 완성하고 균형 잡힌 생태계 조성으로 팹리스, 파운드리, 후공정 뿐만 아니라 시스템반도체 소부장 산업 활성화에도 크게 기여할 것이다.
※ 국내 시스템반도체 후공정 부가가치 2조원, 관련 일자리 3,000여명 기대

충북도 관계자는 충북 수출의 약 30~40%를 차지하는 지역 주력산업이자 미래 먹거리 산업인 반도체산업의 지속 발전을 위해 전략적으로 시스템반도체 후공정에 특화하여 집중육성 할 계획이며, 이 사업을 통해 국가 시스템반도체 산업 경쟁력 강화에 크게 기여할 것이라고 말했다.

한편, 예타 본심사는 2022년 2월부터 7개월간 진행되며, 본심사에 통과 되면 2023년 정부 예산에 반영하고 사업을 본격 추진할 계획이다.