사 업 보 고 서

                                   (제 15 기)

【 대표이사 등의 확인 】

대표이사등의 확인서명 확인서-알에프머트리얼즈(주)

I. 회사의 개요

1. 회사의 개요

가. 연결대상 종속회사 개황(연결재무제표를 작성하는 주권상장법인이 사업보고서, 분기ㆍ반기보고서를 제출하는 경우에 한함)

연결대상 종속회사 현황(요약)

연결대상회사의 변동내용

나. 회사의 법적, 상업적 명칭

당사의 명칭은 알에프머트리얼즈 주식회사라고 표기합니다. 또한, 영문으로는 'RF Materials Co., Ltd.(약호 RF Materials)'이라 표기합니다.

다. 설립일자

당사는 2007년 12월 28일에 법인 형태로 설립되었으며, 2019년 12월 24일 코스닥시장에 기업공개를 실시하였습니다.

라. 본사의 주소, 전화번호, 홈페이지 주소

마. 중소기업 등 해당 여부

바. 주요사업의 내용 및 향후 추진하려는 신규사업

당사는 광통신 패키지, RF Power 트랜지스터용 패키지, Laser 모듈용 패키지 등 광화합물 반도체인 인듐인과 갈륨비소, RF화합물 반도체인 질화갈륨과 갈륨비소를 안전하게 트랜지스터와 전력증폭기에 안착시킬 수 있는 패키지를 제조 판매하는 사업을 영위하고 있습니다. 한편, 당사는 화합물 반도체용 패키지를 제조해오면서 확보해온 핵심 요소기술과 히트싱크 소재기술, 적층세라믹 기술을 활용하여 5G 시장 및 다양한 분야에 진출할 계획이며, 레이저용 패키지분야에서는 레이저 모듈화사업으로 전환, 고부가가치사업으로 변모해 나아갈 계획입니다.

사. 공시서류 작성 기준일 현재 계열회사의 총수, 주요계열회사의 명칭 및 상장여부

(주1) 알에프시스템즈(주)는 2020년 10월 07일자로 알에프머트리얼즈(주)가 64.41% 지분인수하여 종속회사로 편입되었습니다.
(주2) 2021년 03월 24일자로 사명이 (주)메탈라이프에서 알에프머트리얼즈(주)로 변경되었습니다.
(주3) 2021년 03월 24일자로 사명이 비앤씨테크(주)에서 알에프시스템즈(주)로 변경되었습니다.
(주4) 당기 중 유상증자 및 전환우선주 발행으로 알에프시스템즈(주)의 지분 60.84%를 보유하고 있습니다.
(주5) 당기 중 전환청구권행사(제3회차) 및 장내매수로 알에프에이치아이씨(주)가 당사의 지분 37.70%를 보유하고 있습니다.

아. 신용평가에 관한 사항

당사는 사업보고서 제출일 현재 외부기관의 신용평가를 받은 사실이 없습니다.

자. 회사의 주권상장(또는 등록ㆍ지정)여부 및 특례상장에 관한 사항

2. 회사의 연혁

가. 주요연혁

(주1) 2021년 03월 24일자로 사명이 (주)메탈라이프에서 알에프머트리얼즈(주)로 변경되었습니다.
(주2) 2021년 03월 24일자로 사명이 비앤씨테크(주)에서 알에프시스템즈(주)로 변경되었습니다.

나. 회사의 본점 소재지 및 그 변경

다. 경영진의 중요한 변동

(주1) 2020년 11월 05일 감사 서호영에서 서병관으로 개명하였습니다.

라. 최대주주의 변동

(주1) 2021년 12월 02일 무상증자(무상증자 비율 1:1) 배정으로 신주 4,023,848주가 증가하여 2021년 12월 31일 기준 발행주식의 총수는  8,047,697주 입니다.

마. 상호의 변경

(주1) 2021년 03월 24일자로 사명이 (주)메탈라이프에서 알에프머트리얼즈(주)로 변경되었습니다.

바. 회사가 화의, 회사정리절차 그 밖에 이에 준하는 절차를 밟은 적이 있거나 현재 진행중인 경우 그 내용과 결과

사업보고서 제출일 현재 해당사항 없습니다.

사. 회사가 합병 등을 한 경우 그 내용

사업보고서 제출일 현재 해당 사항 없습니다.

아. 회사의 업종 또는 주된 사업의 변환

사업보고서 제출일 현재 해당 사항 없습니다.

자. 그밖에 경영활동과 관련된 중요한 사항의 발생내용

사업보고서 제출일 현재 해당 사항 없습니다.

3. 자본금 변동사항

가. 자본금 변동추이

(주1) 2017년 10월 21일 액면가 5,000원을 500원으로 액면분할하여 발행한 주식의 총수는 400,000주로 변경되었습니다.
(주2) 2021년 12월 02일 무상증자(무상증자 비율 1:1) 배정으로 신주 4,023,848주가 증가하여 2021년 12월 31일 기준 발행주식의 총수는  8,047,697주 입니다.

4. 주식의 총수 등

가. 주식의 총수 현황

(주1) 2021년 12월 02일 무상증자(무상증자 비율 1:1) 배정으로 신주 4,023,848주가 증가하여 2021년 12월 31일 기준 발행주식의 총수는  8,047,697주 입니다.

나. 자기주식 취득 및 처분 현황

(주1) 당사는 2018년 07월 06일 주식발행초과금을 재원으로 총발행주식수 기준 463.5%의 무상증자(1주당 4.635주 배정)을 실시하였으며 무상증자 후 한국투자 핵심역량 레버리지 펀드와 한국투자 Industry4.0 벤처펀드의 1주 미만 단주발생으로 대금 정산후 자기주식 1주를 취득하였습니다.

다. 종류주식(명칭)발행현황

사업보고서 제출일 현재 해당 사항 없습니다.

5. 정관에 관한 사항

본 사업보고서에 첨부된 정관의 최근 개정일은 제14기 정기주주총회 2021년 03월 24일이며, 최근 5년간 정관 변경 이력은 다음과 같습니다.

가. 정관 변경 이력

II. 사업의 내용

[주요 용어 설명]

1. 사업의 개요

가. 회사의 현황

(1) 사업 개황

(가) 영위 사업의 요약

당사는 광 통신용 패키지를 국내 최초로 양산하기 시작해, 현재는 RF(Radio Frequency) 트랜지스터(Transistor) 패키지 외에도 레이저용 패키지, 군수용 적외선 센서 패키지 등 화합물 반도체가 실장되는 여러 사업영역에 반도체 패키지를 공급하고 있습니다. 당사가 제조 및 판매하고 있는 패키지는 화합물 반도체와의 신호 연결, 전원 공급, 열 방출 역할을 하며, 반도체의 안정적인 동작을 위하여 외부의 환경으로부터 밀폐된(Hermetic) 구조를 갖는 핵심부품입니다.

당사의 첫 번째 주력 제품은 RF 통신 및 광 통신 등에 주로 사용되고 있는 통신용 패키지로서, 통신 중계기에 주로 사용되는 RF 트랜지스터 패키지와 광 전송망에 주로 사용되는 광 송/수신 및 광 증폭 모듈용 패키지입니다.

두 번째 주력 제품은 레이저용 패키지로서, 레이저를 발생시키는 모듈에 채용되는 반도체 패키지입니다. 레이저 기술을 선도하는 다수의 독일 기업으로부터 기술력을 인정받아 제품을 납품하고 있습니다.

세 번째는 군수용 적외선(Infrared) 센서용 패키지입니다. 당사의 적층 세라믹 기술과 접합 기술을 기반으로 개발된 고부가가치 제품이며, 기존 수입에 의존하던 것을 100% 국산화하여 고객에게 납품하고 있습니다.

당사의 주력 제품은 상기와 같이 통신용 패키지, 레이저용 패키지, 군수용 패키지로 구성되어 있으며, 그 중에서도 통신용 패키지에서 매출의 약 90%가 발생하고 있습니다.

(나) 설립 배경

당사는 광 통신이 확장되던 2000년 초반에 통신용 패키지 시장에서 세계적으로 주도권을 잡고 있던 일본의 선진 기업들을 견제하고, 그들이 주도하던 국내 시장에 국산화된 제품을 공급한다는 일념으로 설립되었습니다.

삼성, LG 등 국내 대기업과 많은 중소벤처기업들이 광 통신 사업에 집중하고 있을 때,이들이 필요로 하는 광 통신용 패키지는 선진기술을 앞세운 일본의 대기업인 Kyocera, NTK, Shinco 등이 대부분 공급하고 있었으며, 공급 가격 또한 상당히 고가였습니다. 삼성, LG 등 국내 대기업조차 국내에서 광 통신용 패키지를 공급받지 못해 Kyocera 등의 일본 업체들로부터 고가로 구입할 수 밖에 없었으며, 이런 상황은 광 통신용 패키지의 국산화라는 요구로 이어졌습니다.

당사는 이러한 국산화 요구에 부응하고, 일본의 선진 기업들과 당당히 경쟁하기 위해2004년 경기도 화성에 설립되었으며, 2007년 법인으로 전환하였습니다.

(다) 설립 이후 성장과정

(2) 제품 설명

당사는 화합물 반도체가 실장되는 반도체 패키지를 개발 및 생산하여 광(Optic)통신, RF 통신, 레이저 모듈, 적외선 센서 시장에 공급하고 있습니다.

(가) 화합물 반도체와 화합물 반도체 패키지의 요구조건

1) 화합물 반도체

일반적으로 반도체는 주기율표의 IV족에 있는 원소(Elemental )반도체와 Ⅲ족+Ⅴ족 또는 Ⅱ족+VI족 원소들의 결합으로 이뤄지는 화합물(Compound) 반도체가 있습니다. 원소 반도체는 한 가지 원소로 구성된 반도체로서 실리콘(Si)과 게르마늄(Ge)이 대표적 단원소 반도체입니다. 화합물 반도체(Chemical Compound Semiconductor)는 2가지 이상의 원소들로 만들어진 화합물 형태의 반도체로서, 대표적으로 질화갈륨(GaN), 갈륨비소(GaAs)가 있습니다.

주기율표

ㅇ Ⅱ-VI족 : ZnS, CdS, ZnSe, CdSe, ZnTe, CdTe 등(주로, 자연계에 존재하는 형태)

    - 2 원소(binary)  : ZnS, CdS 등

    - 3 원소(ternary) : Hg1-xCdxTe 등

ㅇ Ⅲ-Ⅴ족 : GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb 등(주로, 인공적으로 만들어짐)

    - 2 원소(binary) : GaN, GaAs, InP, InSb, SiC 등

    - 3 원소(ternary) : Ga1-xAlxAs, InGaAs 등

    - 4 원소(quaternary) : InGaAsP 등

이러한 화합물 반도체는 산업적으로 많은 분야에서 활용되고 있으며, 당사의 주요 활용 분야인 RF 통신, 광 통신, 레이저 및 적외선 센서 시장에서 사용되는 화합물을 살펴보면 다음과 같습니다.

ㅇ RF 통신: GaN, GaAs, InP

ㅇ 광 모듈 및 레이저: GaAs, InP

ㅇ 적외선 센서: InSb, GaAs, InGaAs

RF 패키지의 경우 5세대 이동통신(5G)이 요구하는 주파수 규격 및 고출력, 고효율, 소형화 성능을 만족하기 위해서 Si 기반의 단원소 반도체에서 GaN 기반의 화합물 반도체로 변화가 필수적이라고 할 수 있습니다.

2) 화합물 반도체 패키지의 요구조건

화합물 반도체 패키지는 기본적으로 아래의 조건들을 모두 만족해야 합니다.

ㅇ 밀폐성(Hermeticity) : 반도체 패키지를 진공상태로 유지한 뒤 투과성이 좋은 헬륨(He)가스가 투과되는지를 확인하여, 외부의 공기나 수분으로부터 반도체를 보호하는 구조

ㅇ 방열(Heat Spreading) : 반도체 소자는 작동을 시작하면 많은 열을 방출하게 되며, 열에 의해 성능 저하 내지 기능 고장 등이 발생하기 때문에 열을 빼낼 수 있는 방열 구조

ㅇ 낮은 열팽창 계수(CTE) : 모든 화합물 반도체는 낮은 열팽창계수를 갖기 때문에, 열 팽창 내지 수축으로부터 반도체 소자를 보호할 수 있는 낮은 열팽창 계수(CTE)를 갖는 소재

ㅇ 전기적 연결 : 반도체 소자를 외부와 전기적으로 연결하기 위한 단자 및 패턴을 갖는 구조

ㅇ 순금 도금(Soft Gold(Au))표면 : 반도체 소자를 장착하고 전기적 연결을 위해 Die Attach공정, Wire Bonding, Soldering이 가능한 99%이상의 순금 도금 표면을 갖는 구조

ㅇ 내열성 : 상기 고객의 공정(Die Attach, Wire Boding, Soldering)온도(최대 300℃) 까지 견딜 수 열적으로 안정한 구조

ㅇ 내구성 : 군수 규격(MIL Standard)을 만족할 정도의 신뢰성 및 내구성을 갖는 구조

위와 같은 신뢰성을 만족하지 않는 패키지를 사용할 경우, 화합물 반도체 소자의 출력저하 또는 기능 상실 등으로 RF 무선통신 망, 광 통신 망의 오류로 이어질수 있는 심각한 상황을 초래 할 수 있습니다.

당사는 앞서 설명한 화합물 반도체 패키지의 모든 요구조건을 만족하기 위해 하기와 같은 공정 및 핵심요소기술들을 보유하고 있습니다.

ㅇ 밀폐성(Hermeticity) : 당사가 보유하고 있는 고온 접합 공정 기술인 브레이징(Brazing) 및 글라스 실링(Glass sealing))을 사용하여, 서로 다른 소재들을 고온에서 접합하면서도 안전하고 완벽한 밀폐 성능을 보유한 반도체 패키지를 제조하고 있습니다.

ㅇ 방열(Heat Spreading) : 당사는 열 방출 소재를 반도체 패키지의 바닥재(Base)로 사용하고 있습니다. 열 방출 소재는 용침(Infiltration)소재 및 적층 접합(Cladding)소재가 사용되며, 이들 소재는 모두 150~350W/K정도의 높은 열전도율을 갖고 있어 반도체로부터 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있습니다. 당사는 이러한 소재들을 개발하여 국산화한 경험도 있으며, 당사의 모든 반도체 패키지에 적용하고 있습니다.

ㅇ 낮은 열팽창 계수(CTE) : 반도체 소자는 대부분 낮은 열팽창 계수를 갖고 있는 특징이 있습니다. 따라서 이러한 반도체 소자를 보호하기 위해서는 반도체 패키지 또한 낮은 열팽창 계수를 갖고 있는 소재로 제조되어야 합니다. 당사는 낮은 열팽창 계수를 갖는 금속 소재와 세라믹 소재를 주로 사용하여 반도체 패키지를 제조하고 있으며, 반도체 소자의 작동 시 생길 수 있는 고온이나 저온의 환경에서도 안전하게 작동할 수 있는 조건을 갖추고 있습니다.

ㅇ 전기적 연결 : 반도체는 절연을 유지하면서도 내부에 실장된 반도체 소자와 외부 회로를 전기적으로 연결해야 합니다. 당사는 이를 위해 적층 세라믹을 브레이징 조립하거나, 절연을 유지하면서 핀을 연결하는 글라스 실링(Glass Sealing)공정을 사용합니다. 적층 세라믹 제조공정 및 세라믹 브레이징 공정은 당사가 자체 개발한 핵심공정이며, 글라스 실링 공정 또한 자체 수행하고 있습니다.

ㅇ 순금 도금(Soft Gold(Au)) : 반도체를 실장하기 위해서는 Die Attach, Wire Boding, Soldering 등의 공정을 실시해야 합니다. 이러한 공정은 표면에 높은 순도의 금 도금이 선행되어야 합니다. 당사는 99.9% 이상의 순도(Soft Gold)를 갖는 금(Au)도금 생산 라인을 운영하고 있으며, 금 도금 이외에 니켈(Ni), 파라듐(Pd), 금주석(AuSn) 등을 도금할 수 있는 일괄 라인을 운영하고 있습니다.
 

ㅇ 내열성 : 일부 반도체 제조 공정은 약 300℃ 정도의 고온에서 이루어지기 때문에 제품의 변형 및 손상으로부터 안정성이 요구됩니다. 당사는 이를 위해 금 도금 이후 350℃이상의 온도에서 고온 안정성을 확인하고 있습니다.

ㅇ 내구성 : 당사는 반도체 패키지의 내구성을 확인하기 위해 제품 개발 시 열 싸이클(Thermal Cycle)시험 및 열 충격(Thermal shock)시험 등의 신뢰성 시험을 수행하고 있으며, 군수 규격(MIL Standard) 기준으로 제품의 신뢰성을 확인하고 있습니다.

(나) 제품의 특징/기능/라인업

1) 통신용 패키지

당사의 주력 제품인 통신용 패키지는 크게 2가지 분야로 나눌 수 있습니다. 첫 번째가 무선 통신 시장에 사용되는 RF 통신용 패키지이고, 두 번째 제품이 유선 통신 시장에 사용되는 광 통신용 패키지입니다.

가) RF 통신용 패키지

RF(Radio Frequency)는 3KHz~30GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 방사하여 정보를 교환하는 통신 방법으로 디지털 위성방송, 무선 이동통신, 무선 LAN 등 우리의 일상에서 밀접하게 사용되고 있으며, 나아가 군사용/기상용 레이더, 위성통신 등 다양한 분야에서 활용되고 있는 기술입니다. 당사는 RF 분야에서도 다양한 주파수 대역의 신호 증폭을 위해 사용되고 있는 RF 트랜지스터 패키지에 집중하고 있으며, 특히 GaN(Gallium Nitride)을 사용한 RF 트랜지스터용 패키지를 생산 및 판매하고 있습니다.

이러한 RF 트랜지스터는 RF 중계기 등에 채용되어 무선 통신 신호를 증폭하는 민수용과 레이더(Radar)등에 채용되어 미세한 신호를 증폭하는 군수용으로 활용되고 있습니다. 당사는 이러한 민수용과 군수용으로 사용되는 RF 트랜지스터용 패키지를 제조하여 국내뿐만 아니라 해외에도 판매하고 있습니다.

당사의 제품이 적용되는 GaN 트랜지스터는 LDMOS 트랜지스터 대비 높은 가격대를 형성하고 있지만, 높은 주파수 대역에서 고효율 및 고출력 특성의 구현이 가능하기 때문에 고효율, 고주파 특성이 요구되는 5G의 상용화에 발맞춰 사용량은 더욱 늘어날 것으로 기대되고 있습니다.

RF 통신용 패키지의 구조

기본적으로 RF 통신용 패키지는 반도체 소자로부터 발생하는 열을 방출하기 위해 높은 열전도율을 갖는 바닥재(Base)와, 특정 유전율을 갖는 세라믹 링 그리고 Gate/Drain등의 전극과 전기적 연결을 위한 단자(Lead Frame)로 구성됩니다. 모든 소재가 반도체 소자의 열팽창 계수(CTE)에 맞추어 낮은 열팽창 계수를 갖는 특징이 있으며, 고객의 공정인 Die Attach 및 Wire Bonding을 위해 표면이 Soft Gold(Au) 로 도금이 되어  있습니다. 또한 반도체의 안정적인 작동을 위해 밀폐성을 유지하고 있습니다.

다양한 종류의 RF 통신용 패키지

나) 광 통신용 패키지

광 통신(Optic Communication)을 위해서는 우선 광을 송신(Transmitter)하는 송신 모듈과 광을 수신(Receiver)하는 수신 모듈이 있어야 하며, 광이 전송되면서 발생하는 손실(Loss)를 보강하기 위한 증폭(Amplification) 모듈이 있어야 합니다. 또한 광을 어느 지점에서 분기하고 결합하는 모듈도 있어야 합니다.

이러한 광 통신 모듈들은 각각의 기능을 수행하기 위해 GaAs, InP 등의 화합물 반도체가 필요하며, 화합물 반도체를 안전하게 실장하고, 작동시키기 위한 패키지가 필요합니다. 당사는 광 통신용 화합물 반도체가 안정적으로 실장되어 작동할 수 있게 하는 패키지를 생산 및 판매하고 있습니다.

광 통신용 패키지는 RF 통신용 패키지와 달리 광 섬유(Optic Fiber)를 이용한 유선 망에 활용되는 제품으로서, RF 통신용 패키지와 구성 소재는 일부 비슷하나, 전기적 연결이 비교적 많아서 단자가 많고, 광 섬유가 지나가기 위한 파이프가 필요하며, 일부 특정 제품은 광 투과를 위한 창(Window) 또는 렌즈(Lens)가 장착되기도 합니다. 이러한 이유로 광 모듈용 패키지는 RF 통신용 패키지 대비 구성 부품의 수가 많고, 공정도 복잡하여 비교적 고가로 판매되고 있습니다.

광 모듈용 패키지의 구조

광 통신용 패키지는 RF 통신용 패키지와 같이 반도체 소자로부터 발생하는 열을 외부로 방출하기 위해 텅스텐(W) 또는 몰리브덴(Mo)기반의 히트 싱크(Heat Sink) 소재를 바닥재로 사용하고 있으며, 반도체와 비슷한 열 팽창 계수를 갖는 코바(Kovar) 소재를 주로 Wall이나 Lead Frame, Pipe소재로 사용합니다.

또한, 광 통신용 패키지도 RF 통신용 패키지와 같이 기본적으로 밀폐성(Hermeticity)을 가지고 있으며, 표면이 99.9% 이상의 고순도 금으로 도금되어 Die-Attach, Wire Bonding, Soldering 등 반도체 실장 공정이 가능한 구조로 되어 있습니다.

이러한 광 통신용 패키지는 두 가지 기술을 활용하여 제작되고 있습니다. 첫 번째가 브레이징(Brazing)이고, 두 번째가 글라스 실링(Glass Sealing)입니다.

브레이징은 세라믹 소재와 금속 소재를 접합할 때 주로 사용하는 방법으로, 은(Ag)소재와 구리(Cu)소재가 공정(Eutectic) 조성으로 합금화된 BAG-8소재를 활용하여 비교적 고온인 800℃ 정도에서 세라믹과 금속 소재를 접합하는 공정입니다.

글라스실링은 금속 전기 단자를 조립할 때 주로 사용되는 방법으로, 고온에서 용융하는 고온 글라스 소재를 약 1,000℃의 온도에서 녹여 단자(Lead Frame)을 조립하는 공정입니다. 주로 금속 단자를 금속에 접합할 때 사용하는 기술입니다.

브레이징 조립 공정으로 제조된 광 모듈용 패키지

글라스실링 조립 공정으로 제조된 광 모듈용 패키지

그 외에도 당사는 광 모듈용 패키지 내부에 삽입되는 부속품을 생산 및 판매를 하고 있습니다. 이러한 부속품은 주로 반도체 소자와 비슷한 열 팽창 계수를 갖는 용침(Infiltration)소재로 제작되며 Substrate라는 이름으로 판매되고 있습니다. Substrate 또한 그 위에 반도체 소자가 실장되기 때문에, 표면이 금 도금 처리된 상태로 제조됩니다.

Substrate

2) 레이저용 패키지

레이저 모듈은 레이저 기기에서 레이저를 발생시키는 핵심 부품으로서, 광 통신과 같이 InP, GaAs 등을 기반으로 한 여러 화합물 반도체가 사용됩니다. 기본적으로 레  이저 모듈은 장착되는 화합물 반도체의 숫자가 많고 그 크기가 작으며, Substrate 위에 화합물 반도체가 올려져 있는 반조립(Subassy) 상태로 사용됩니다. 대부분의 레이저모듈 제조 회사들은 이러한 작은 크기의 레이저 모듈을 배열(Array) 및 집적하여 높은출력을 발생시키기 때문에 바닥재로 열전도율이 우수한 구리(Pure Cu) 소재를 사용합니다.

레이저 모듈용 패키지의 구조

레이저 모듈은 절단/가공 등을 수행하는 산업용 레이저와 피부과/안과 등 의료용 레이저에 채용되어 레이저를 발생시키는 핵심 부품으로,세계적으로 독일 회사가 대부분의 모듈을 공급하고 있으며, 국내에서는 몇 개의 레이저 회사만이 자체개발에 성공하여 공급하고 있는 실정입니다.

당사는 현재 저출력 10W급부터 고출력 200W급까지 고객이 요구하는 다양한 출력대에 맞춘 레이저 모듈용 패키지를 판매하고 있습니다. 세계적으로 레이저 모듈 산업을 선도하는 독일의 Trumpf, Dilas, Coherent, Laser Line, Exalos 등 다수의 회사에 판매하고 있으며, 국내 굴지의 산업용 레이저 기기 제조사인 이오테크닉스와 의료용 레이저 기기 제조사인 루트로닉에 독점 납품하고 있습니다.

레이저 모듈용 패키지

또한, 당사는 레이저 모듈용 패키지와 함께 씨마운트(C-Mount)라는 부속품을 생산 및 판매하고 있습니다. 이러한 C-Mount는 배열 내지 집적된 형태로 화합물 반도체를실장하는 레이저 모듈용 패키지와 달리, 하나의 화합물 반도체 만을 실장하기 위해 사용되는 또 다른 형태의 레이저 패키지이며, 비교적 크기가 작은 특징을 가지고 있습니다. 현재 당사는 미국의 Thorlabs, AVO Photonics 외에도 독일의 Nanoplus, Exalo 등 다수의 회사에 여러 종류의 C-Mount를 판매하고 있습니다.

C-Mount 제품

3) 군수용 패키지

야간에 적의 동태를 확인하기 위하여 군에서는 적외선(Infrar-Red)탐지기를 사용합니다. 이러한 적외선 탐지기에는 적외선을 감지할 수 있는 InSb, InGaAs 등과 같은 화합물 반도체가 사용됩니다. 당사에서는 이러한 적외선 센서 소자가 장착될 수 있는 반도체 패키지를 국산화하여 국내 방산 업체에 공급하고 있습니다. 본 제품은 특히 적층 세라믹(Multi-Layer Ceramic) 기술이 필수적으로 적용되어야 하는 제품으로, 본 제품의 선진 기업이라 할 수 있는 일본의 Kyocera의 제품을 100% 국산화하여 수입 대체한 제품입니다. 당사의 자체 개발 기술인 적층 세라믹 기술과 브레이징 접합기술, 그리고 표면처리 기술을 이용하여 국산화하였으며, 타제품 대비 부가가치가 큰 제품입니다.

적외선 센서는 크게 냉각형(Cooled Type)과 비냉각형(Un-Cooled Type)으로 구분됩니다. 냉각형 센서는 단가가 비싸고 복잡한 반면 비냉각형 센서는 비교적 가격이 저렴하면서 단순한 구조입니다. 냉각형의 경우 냉각 장치를 패키지 내부에 포함하고 있어 센서의 온도를 극저온으로 냉각시켜 주는 역할을 하며, 센서 온도를 낮추는 이유는 회로내부의 열잡음을 측정대상 물체/장면의 열적 신호보다 더 낮은 수준으로 감소시켜 초고정밀 측정을 가능케 하기 위함 입니다. 당사에서는 두 가지 모두를 개발 및 생산하여 국내의 아이쓰리시스템이라는 방산업체에 공급하고 있습니다.

군수용 패키지

(다) 경기변동과의 관계

1) 통신용 패키지 사업부문

유/무선 통신산업은 국가의 통신 서비스 산업의 발전과 서비스 가입자의 규모에 따라수요가 달라집니다. 일반적으로 5세대 이동통신기술(5G)과 같은 신규서비스가 도입되면 통신 서비스 사업자들은 보다 많은 가입자의 유치 및 안정적인 서비스를 제공하기 위해 네트워크 망 구축을 위한 기지국 및 중계기 수요가 늘어나게 됩니다. 서비스 도입 초기에는 이러한 수요가 폭발적으로 증가하지만 서비스 안정기에 접어들면서 수요의 증가 폭은 감소할 수 있지만, 유지 및 보수 측면에서 새로운 수요가 발생하면서 일정 수준의 수요를 유지할 수는 있습니다.

또한, 통신산업은 전 세계가 일괄적으로 특정서비스를 도입이 되는 것이 아니어서, 각국가별 산업 성숙도에 따라 영향을 받을 수 있으며, 기술유출, 안보 등의 문제로 미국내지 중국과 같은 강대국의 정치적인 영향을 받을 수도 있습니다. 그러나 통신산업은그 자체로 비약적인 성장을 하였을 뿐만 아니라 타 산업의 발전에도 큰 영향을 주었으며, 특히 5G는 완전히 새로운 비즈니스 환경을 만들며 광범위한 영역에서 혁신적인 변화를 이끌어 낼 것으로 기대되기 때문에 지속적인 성장이 이루어 질 것으로 판단 됩니다.

2) 레이저용 패키지 사업부문

레이저 산업은 의료기기와 같은 시스템에 직접 채용되거나, 반도체, 디스플레이, 자동차 및 선박과 같은 기간산업의 품질 경쟁력을 향상시키는 핵심 기술입니다. 타 분야간 기술의 융합과 초미세 공정 등이 적용됨에 따라, 산업 전반에서 레이저를 활용한초고속 정밀 가공에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있어 경기변동에 의한 영향은 적을 것으로 판단됩니다.

레이저 모듈용 패키지는 세계적으로 레이저의 사용이 증가함에 따라 계절이나 경기변동에 상관없이 증가할 것으로 예측됩니다. 그리고, 레이저 기술 자체가 반도체, PCB, Display, 모바일 산업의 경기와 밀접한 연관이 있습니다. 이러한 산업의 공정기술의 변화에 따라 영향을 받고 있으나, 일반적인 경기변동에는 영향이 없습니다. 산업용이든 의료용이든 경기 변동에 상관없이 레이저 기기의 사용과 개발은 증가할 것으로 예측 되는바 지속적으로 사용량은 증가할 것으로 판단됩니다.

3) 군수용 패키지 사업부문

적외선 센서 패키지 또한 군수용이라는 특수 분야로서 경기 변동과 상관없이 지속적인 개발 및 판매가 가능할 것으로 판단됩니다. 군수 산업은 국가 안보와 밀접한 관련이 있는 전략산업이라고 볼 수 있기 때문에 직접적으로 경기 변동에 크게 영향을 받지 않습니다. 다만 군수용 핵심부품은 모든 나라가 타국의 정치적/경제적 영향을 받지 않기 위해 국산화를 통한 자국의 부품을 활용하는 방향으로 가기 때문에 해외 수출은 제한적일 것으로 예상됩니다.

(라) 계절적 요인

당사의 제품은 계절적인 요인에 따라 수요에 미치는 영향이 극히 제한적입니다.

(마) 제품의 라이프 사이클

1) 통신용 패키지 사업부문

가) RF 통신용 패키지

GaN 트랜지스터는 아직 성장 단계의 제품입니다. 프랑스의 조사 전문 업체 Yole Development에서 발간한 RF GaN Market(2021) 보고서에 따르면 GaN 트랜지스터는 무선통신 및 방위산업시장에서 GaN 트랜지스터를 적용한 전력증폭기가 채택됨에 따라 계속해서 성장할 것으로 전망하고 있습니다. 보고서에서는 이러한 근거로 무선통신시장에서의 5G 무선 인프라 구현 및 방위산업시장에서의 군사용 통신, 레이더 및 전자분야의 지속적인 활용을 제시하고 있으며, 이를 바탕으로 전체 GaN 트랜지스터 시장은 무선통신 및 방위산업이라는 두 응용분야를 중심으로 2026년까지 약 24억 달러의 시장으로 성장할 것으로 예측하였습니다. GaN 트랜지스터 시장이 성장하면서 자연스럽게 당사의 주력 제품인 RF 통신용 패키지의 수요를 크게 증가시킬 것으로 판단됩니다.

나) 광 통신용 패키지

데이터 중심의 5G 시대로 진입하면서, 인터넷 사용자가 비약적으로 증가하고, OTT(Over The Top)등의 서비스를 통한 고품질의 미디어 콘텐츠 이용량이 폭발적으로 증가하고 있습니다. 시장조사업체 IDC의 보고서에 따르면 2025년 전 세계에서 생성되는 데이터 중 실제 처리 및 분석이 필요한 양은 5.2제타바이트로 2016년에 비해 약 10배 증가하였음을 나타내고 있습니다. 이러한 추세에 따라 Data 전송의 고속화, 고용량화, 다채널화의 수요는 앞으로도 증가할 것 이며, 이를 반영하듯 100Gb/s 이상의 초고속 광 트랜시버의 수요 또한 증가할 것으로 판단됩니다.

2) 레이저용 패키지

당사의 2번째 주력 제품인 레이저 모듈용 패키지 시장 또한 향후 레이저의 사용 증가로 급격히 증가할 것으로 예측됩니다. 산업용 레이저 기기와 의료용 레이저 기기의 사용 증가는 산업의 발전과 함께 증가할 수 밖에 없는 구조이며, 더불어 레이저 모듈은 시장의 요구에 의해 점점 더 고출력 방향으로 발전할 것으로 판단되고 있습니다. 이러한 시장 요구에 대응 가능한 당사의 고출력 레이저 모듈용 패키지 또한 계속해서증가할 것으로 판단됩니다.

3) 군수용 패키지

현재 적외선 센서는 군수적인 목적으로 제한적으로 사용되고 있습니다. 중대 또는 대대 단위로 지급되는 적외선 센서는 향후 개인 화기로 사용될 가능성이 큽니다. 또한 군에서만 사용되는 적외선 센서가 자동차에 장착되어 야간에 위험 요소를 감지하거나 충돌 방지 등에 채용될 가능성은 이미 검증을 거쳐 일부 고가의 차종에서 채택되고 있습니다. 따라서 당사의 적외선 센서용 패키지 또한 응용 영역이 넓어지고 다양해짐에 따라 사용량이 증가할 것으로 판단됩니다.

(3) 사업 구조

(가) 원재료 조달 방식

당사의 원재료는 대부분 주력 제품인 통신용 패키지의 제조에 필요한 소재와 부품으로 구성되어 있습니다. 당사는 패키지 제조에 필요한 설계, 조립, 표면처리를 직접 수행하고, 소재 및 일부 부품 가공은 외주 업체를 통해 조달하고 있습니다. 단, 기술적으로 중요한 적층 세라믹 공정과 단층 세라믹의 금속화(Metallizing) 공정은 당사에서직접 수행하고 있습니다.

[RF 통신용 패키지의 주요 부품들]

당사는 장기간 안정적으로 품질을 인정받은 외주 업체로부터 소재 및 부품을 공급받고 있으며, 그중 일부는 자체 공정을 통해 후가공 및 후처리를 진행한 후 조립에 투입합니다.

원자재 중 Base소재로 사용되는 Heat Sink 소재, 브레이징 공정에 사용되는 BAG8, 그리고 세라믹 링 등의 소재는 원자재 업체로부터 직접 구매하고 있습니다. 이러한 원자재들은국내 업체에서 가공, 에칭 등의 후가공하여 사용하거나 자체적으로 후처리하여 조립에 투입합니다.

(나) 주요 원재료 조달원

[주요 원재료 조달원]

(다) 주요 원재료 가격 변동 추이

당사는 고객의 요청에 따라 제작되는 각 제품의 사양이 다릅니다. 이에 각 제품의 사양이 다르기 때문에 동일 분류상의 원재료라 하더라도 차이가 존재하기에 가격 변동이 일정하지 않습니다.

(라) 생산 방식

당사는 고객의 요구에 맞춘 주문 생산 방식으로 반도체 패키지를 생산하고 있습니다.

고객으로부터 제공받은 반도체 패키지 데이터를 기초로 당사의 설비 및 공정에 맞춘 도면화를 수행하고 고객의 승인을 받습니다. 최종 고객의 승인을 받은 도면을 기준으로 조립 및 도금 공정에 필요한 기구를 설계합니다. 자체 설계 제작한 기구를 활용하여 브레이징 또는 글라스 실링 공정을 진행한 후 니켈 또는 금 도금과 같은 표면처리 공정 이후 출하 검사 순서로 반도체용 패키지를 생산합니다.

기본적으로 외부의 공급업체를 통해 제조되는 부품은 수입검사를 거쳐 생산 라인에 투입되고 있습니다. 조립 전 니켈(Ni)도금을 진행하여 브레이징 조립 및 글라스 실링에 투입하며, 니켈 도금 후에는 열처리를 진행하여 도금의 밀착력을 높게 유지합니다. 각 공정별로 검사를 진행하여 공정에서의 불량이 출하까지 가는 일이 없도록 주의하고 있으며, 출하 검사 후 포장하여 고객에게 납품하고 있습니다.

최근에는 수량이 많은 RF 통신용 패키지에 대해서, 생산성 향상 및 생산 비용 절감을위해 수작업으로 진행하던 조립 공정과 검사 공정을 자동화 하였습니다.

(마) 판매 방식

당사는 화합물 반도체 패키지를 개발 및 제조하는 업체로서, 화합물 반도체가 사용되는 RF 트랜지스터, 광 모듈, 레이저 모듈, 적외선 센서 등을 생산하는 업체가 당사의 고객이 될 수 있습니다. 화합물 반도체 패키지는 개발 과정에서 신뢰성 검증이 진행되며, 신뢰성 검증을 통과하면 지속적으로 양산 판매가 가능합니다.

당사는 국내/외 각종 전시회에 참가하여 신규 고객을 확보하고 있으며, 고객의 신규 제품 개발 시 반도체 패키지 개발에 참여하여 고객의 제품에 적용되고 있습니다. 국내의 경우 고객들과 직접 거래를 하고 있으며, 해외의 경우 미국, 유럽, 이스라엘, 중국, 인도, 터키 등에 보유한 대리점(Agent)를 통해 판매합니다.

(바) 외주 생산에 관한 사항

당사는 자체적으로 설계/조립/표면처리/검사 등을 거쳐 완제품을 생산하고 있습니다. 외주 생산은 금속가공(RF 통신용 패키지 제조 공정도 상 기계 가공과 부품 가공에 해당하는 공정), 소재 절단 등의 단순 임가공이 대부분이며, 외주 생산된 가공품들은 검사와 표면처리 등을 거쳐 당사에서 직접 생산에 투입하고 있습니다.

(4) 신규 사업

(가) 적층 세라믹 기술를 이용한 부품 개발

당사는 국내에서 몇 개 회사만 보유하고 있는 적층 세라믹 제조를 위한 모든 설비를 보유하고 있습니다. 세라믹의 원자재라 할 수 있는 그린 시트(Green Sheet) 제조 설비인 테이프 성형기(Tape Caster)를 보유하고 있으며, 적층 세라믹 제작을 위한 일괄 설비를 보유하고 있습니다. 지금까지 이러한 설비들은 주로 반도체 패키지 제조에 사용되는 세라믹 부품을 생산하는 용도로 사용되었으나, 향후에는 이러한 설비들을 활용하여 세라믹 제품을 개발할 예정입니다.

1) 5G 소형 기지국(Small Cell)용 SMD type RF 통신용 패키지

5세대 이동통신(5G)의 핵심 기술인 MIMO(MIMO, Multi Input Multi Output)는 데이터를 고속으로 전송하기 위해 다량의 안테나를 사용하여 전송 속도와 링크 안정성을 비약적으로 향상시킬 수 있는 기술로, 다수의 송/수신단과 안테나가 배열되는 소형 기지국의 형태로 개발되고 있습니다. 이러한 소형 기지국은 다수의 전력증폭기로부터 발생되는 열을 효율적으로 배출하여 열 손상을 최소화하면서 초고주파에 대응 가능한 RF 통신용 패키지의 요구가 급격히 증가하고 있습니다.

당사가 개발하려고 하는 GaN 반도체 기반 SMD(Surface Mount Device, 표면실장) 형태의 RF 세라믹 패키지는 5G 소형 기지국(Small Cell)용으로서, 송신(Tx), 수신(Rx)용 RF 증폭기가 일체화된 FEM(Front End Module)에 사용 가능한 구조를 가지고 있습니다.

이 제품은 표면 실장이 가능한 형태인 SMD 형태로서 50옴의 임피던스 매칭이 가능하며, 양면에 반도체가 실장될 수 있는 공간(Cavity)를 포함하고 있으며, 기존의 CPC나 CMC보다 열전도율이 우수한 Cu-Graphite 소재를 사용하면서도, 가격 경쟁력을 갖춘 초고주파 RF 통신용 패키지입니다. 5세대 이동통신의 초고주파 대역인 28GHz 주파수 대역에서도 사용 가능하도록 개발할 예정입니다.

기술 선도 기업인 일본의 Kyocera나 NGK Spark Plug 등에서도 이와 유사한 제품 개발을 진행하고 있으며, 당사도 적극적으로 보유하고 있는 자사의 적층 세라믹 설비 및 기술들을 활용하여 5G 소형 기지국(Small Cell)용 RF 통신용 패키지를 개발하고자합니다.

당사는 2019년 초, 산업통상자원부로부터 3년간, 총 30억원의 사업비를 지원받는 “소재부품산업미래성장동력”사업에 선정되어, 5G 소형 기지국용 RF 통신 패키지를 개발하고 있습니다. 본 사업은 당사의 적층 세라믹 기술과 패키지 제조 요소 기술, 국내 업체가 보유하고 있는 Cu-Graphite소재 기술 및 건국대학교의 RF 설계 및 해석 기술을 융합한 5G 소형 기지국용 RF 통신 패키지를 개발하는것으로, 5G 소형 기지국의RF 전력 증폭기에 적용될 예정입니다.

추가적인 연구개발을 통해 기존 주력 제품이라 할 수 있는 100 ~ 1,000W급 고출력의 RF 통신용 패키지뿐만 아니라, 1 ~ 100W급 소형 기지국용  RF 통신용 패키지를 개발함으로써 제품 영역을 확장하고 5G 시대에 경쟁력 있는 가격으로 대량 공급할 수 있는 제품을 시장에 선보일 예정입니다.

(나) 수소 및 전기자동차 파워 모듈(Power Module)용 부품

1) 스페이서 (Spacer)

수소 및 전기자동차는 주 동력원으로 기존의 화석연료 대신 전기동력을 사용하여 동작하며, 핵심부품으로 전기모터와 DC를 AC로 또는 AC를 DC로 변환하는 전력변환장치가사용됩니다. 전력변환장치는 구동 시 대량의 열이 발생하는 전력 반도체로 구성됩니다. 열은 전력 반도체의 성능 저하 및 수명을 단축시키는 요소이며, 이를 냉각시키기 위해서 특수 Heat Sink소재로 제작된 Spacer가 사용되고 있습니다.

이러한 Spacer는 당사의 창업 이후 계속해서 연구해온 Heat Sink 기술, 가공 기술, 표면처리 기술 등 반도체 패키지 제조를 위한 여러 요소기술들을 활용하여 개발되고 있습니다. 특히 Cu, MoCu, CMC 및 CPC 소재 등 당사에서 반도체 패키지 제조에 주로 사용하고 있는 Heat Sink소재가 채용되고 있어 당사의 기술을 활용할 수 있는 또 다른 응용분야라 할 수 있습니다.

당사에서는 수소 및 전기자동차 시장의 진입 및 양산 가능성에 초점을 맞춰 비교적 단가가 저렴한 MoCu와 Cu를 사용한 Spacer를 개발하여 현대자동차와 샘플 적용 및 신뢰성 검증 등을 진행하고 있으며, 이외에도 LG전자와 제품 적용 및 양산 가능성을 적극적으로 검토하고 있습니다.

(다) 레이저 모듈화 사업

레이저 모듈은 레이저를 발생시키는 부품으로, 통신 모듈과 같이 InP, GaAs, GaN 등의 화합물 반도체를 사용하여 모듈화한 핵심 부품입니다. 그동안 화합물 반도체용 패키지를 제조/공급하던 사업에서 벗어나, 직접 당사의 패키지에 반도체를 실장하는 모듈화 사업을 시작한다는데 의미가 있으며, 당사의 사업이 소재 위주의 사업에서 부품/모듈화 사업으로 확장하려 합니다. 당사는 이러한 레이저 모듈 사업을 통해 국내에 없는 고출력 의료용/산업용/국방용 레이저 모듈을 개발하고 전세계에 공급할 예정이며, 이를 위해 인적/물적 투자가 진행되고 있으며 지속적으로 사업 확장을 위해 노력할 것입니다.

나. 시장 현황

(1) 시장의 특성

당사는 GaN, GaAs, InP, InSb, InGaAs를 소재로 사용한 화합물 반도체가 안정적으로 동작할 수 있도록 보호하는 반도체 패키지를 공급하고 있습니다. 따라서, 화합물 반도체가 사용되는 모든 기관 및 단체 그리고 기업들이 현재 고객이거나 미래 잠재고객이라고 할 수 있습니다.

당사의 화합물 반도체 패키지는 통신, 레이저 및 군수 산업에 사용되고 있으며, 특히 통신용 패키지의 경우 5G 시대의 개막, 온라인 사업자들의 Data Center 신규 구축 등으로 수요가 매년 증가하고 있습니다. 화합물 반도체 패키지는 반도체 기술의 발달로활용 분야가 점차 확대되고 있으며, 최근에는 자동차, 우주 항공 등 다양한 산업에 확대 적용되고 있습니다.

(가) 통신 사업부문

1) 산업의 연혁

1984년 아날로그 이동통신 상용화로 시작된 1세대 이동통신은 10년 주기로 진화하여1990년대 2세대, 2000년대 3세대, 2010년대의 4세대 이동통신을 거쳐 2020년대에 5세대 이동통신 서비스가 시작되었습니다. 서비스 관점에서 보면 1세대는 음성, 2세대는 음성과 문자, 3세대에서 모바일 인터넷과 영상 전화가 처음 등장하였으며 4세대이동통신 시대에는 스마트폰의 대중화와 함께 동영상, 멀티미디어 스트리밍(Streaming), 모바일 TV 등의 비디오 서비스가 활성화되어 우리 생활을 변화시키고 있습니다.

[이동통신 세대별 특성]

지금까지는 핸드폰을 사용하는 가입자 중심의 서비스가 주를 이루었다면 앞으로는 핸드폰 이외에도 웨어러블(Wearable), 센서 등 여러 가지 유형의 IoT(Internet of Thing, 사물인터넷) 디바이스들을 이용한 다양한 서비스를 예고하고 있습니다. 즉, 홀로그램과 같은 고용량이 필요한 서비스, 미터링(metering)과 같이 데이터량은 작지만 디바이스 수가 많은 IoT서비스, 무인 자율 주행 자동차처럼 처리 지연시간이 중요한 서비스가 그것입니다. 4세대 이동통신 대비 10배 이상 증가할 것으로 예상하는 디바이스(Device)를 효과적이고 경제적으로 수용해야 하고, 단위 파일의 크기가 지속적으로 증가함과 아울러 유통량 또한 계속해서 증가하고 있는 영상, 음악, 텍스트, 사진 등을 사용상 불편을 느끼지 않을 정도의 속도로 처리하기 위해서는 무선망 및 트랜스포트(Transport)망의 처리 속도가 크게 향상되어야 합니다. 그리고, 무인 자율 주행, 원격 진료와 같은 생명과 직결된 응용 분야가 활성화되기 위해서는 현재 4세대 이동통신 망보다 처리지연 시간을 대폭 줄여야만 합니다.

이에 정보통신 서비스 제공자 입장에서는 처리지연 시간의 개선 방안의 일환으로 경쟁사 보다 고속, 고효율, 고신뢰성, 광 대역폭의 통신 서비스 인프라를 구축, 제공하기 위하여 고효율, 소형 이동통신 기지국 및 데이터센터 등의 설치에 집중하고 있습니다. 따라서 고효율, 소형 이동통신 기지국용 파워 증폭기와 데이터센터에서 사용되는 광 트랜시버의 수요는 더불어 증가하고 있습니다.

2) 수요 변동요인

가) 5세대 이동통신

기지국 안테나에 들어가는 RF 트랜지스터는 실리콘(Si) 기반의 LDMOS가 가격대비 안정적인 성능을 보유한 이유로 각광을 받아왔지만, 4세대 이동통신의 서비스가 시작되면서 데이터 처리량이 늘어남에 따라 최근에는 성능이 우수한 GaN 트랜지스터로 수요가 변하고 있는 추세입니다.

특히 4세대 이동통신 대비 데이터 처리량이 10배 이상 증가할 것으로 예상하는 5세대이동통신에서는 기지국 안테나, 광 트랜시버 등의 수요가 더욱 크게 증가할 것으로 예상됩니다.

Yole Developpement, RF GaN Device Market(2021)

광 통신 시장에서는 광 트랜시버의 수요가 급증할 것으로 기대되고 있습니다.
 

광 트랜시버는 광 신호를 전기 신호로 바꾸거나 전기 신호를 광 신호로 변환해주는 광 통신의 핵심 모듈로, 5세대 이동통신으로 전환됨에 따라 기지국, 소형 중계기(Remote Radio Head, RRH) 등의 장비와 글로벌 온라인 사업자들의 데이터 센터 신축에 따라 그 수요도 함께 급증할 것으로 예상되고 있습니다.

나) 국제 정세에 따른 변화
 

우리나라의 최대 수출국인 중국과 미국의 무역 분쟁이 심화되면서 미국이 화웨이에 대한 거래금지 조치를 단행하였으며, 이로 인해 화웨이와 거래하고 있는 당사 고객들의 매출감소가 예상되는 가운데 당사에게도 어느 정도의 수요 감소는 불가피할 것으로 예상됩니다. 더불어 글로벌 정보통신 업계에 직ㆍ간접적 영향을 미치고 있어 국내통신장비, 스마트폰 및 부품 등을 생산하고 있는 업계에도 부정적인 영향을 줄 것으로 예상되고 있습니다.

일본의 반도체 핵심소재 3개 품목 수출 규제와 백색국가 명단 제외로 인하여 마찰이 심화될 것으로 전망되고 있습니다.

이러한 마찰로 인해 당사가 일본에서 수입하는 일부 품목에 대해 현재는 규제 품목에해당되고 있지 않아 어떠한 피해도 발생하지 않았으나, 향후 규제 품목 확대와 장기화 여부에 따라 영향을 받을 수도 있기에 타국가로 이원화하거나 국산화하는 방안을 검토 중에 있습니다.

이렇듯 최근에는 국제 정세가 변화함에 따라 당사 제품의 수요도 영향을 받는다고 볼 수 있습니다. 하지만, 그 영향으로 인해 수요의 증감은 간단히 판단할 수 없는 면이 있습니다. 예를 들어 화웨이 물량이 감소함에 따라 상대적으로 다른 고객의 물량이 늘어날 수 있는 요인이기에 단기간에 판단하기 어렵습니다.

3) 주요 목표시장

5세대 이동통신(5G)는 초고주파 대역에서 고출력 증폭이 가능한 GaN(Gallium Nitride) 기반 RF 트랜지스터의 채용이 증가할 것으로 예상됩니다.GaN 기반 RF 트랜지스터는 Si 기반 LDMOS 트랜지스터 대비 소형, 저 소비 전력, 고효율의 파워소자, 고주파 반도체 소자로서 통신, 전력, 하이브리드 자동차 등 다양한 분야에서 적용되고 있습니다. GaN 기반의 RF 트랜지스터는 5G 이외에도 군수용, 우주 항공 및 일부 가전 제품 등의 고출력, 고효율이 요구되는 기기 등에도 신규 적용 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.

5G 이동통신이 단순한 ICT(Information & Communication Technology) 이동통신 영역에서 벗어나 4차 산업혁명의 인프라로 신산업과 융합되어 전방위적으로 확대ㆍ활용 될 것으로 전망되면서 일본ㆍ중국 등은 올림픽과 같은 자국의 국제 행사를 활용한 5G 서비스 시연으로 5G 주도권 확보를 위해 치열하게 경쟁하고 있습니다. 이렇듯 타 산업 간의 융합으로 막대한 경제적 파급효과를 창출할 것으로 예상되는 5G는 2019년 4월 전 세계 최초로 국내에서 상용화 되었습니다.

4) 규제 환경

통신용 반도체 패키지는 미국 전자산업협회(EIA)의 하부 조직인 국제반도체표준협의기구(JEDEC) 기준 또는 미국 국방 규격 MIL-STD(Military Standard)를 준수하고 있습니다.

보다 구체적으로, MIL-STD 883과 JEDEC STD-9B를 준수하고 있으며, 예를들어 기밀성(Hermeticity), 외관(COSMETIC), 환경(Thermal Shock, Thermal Cycles), 표면(Solderability, Wire Bonderable), 물리적 강도(Lead Pull trength, Bonding Strength) 등이 주요 시험항목 입니다.

이는 일반 규격 보다 내구성 및 정밀도에 관한 규격이 더 엄격합니다. 세계 시장에서 이들 규격을 따르도록 하는 것은 초기 미국이 이 산업을 주도하면서 관례적으로 그렇게 요구하고 있는 듯 합니다. 당사의 모든 패키지는 이들 규격을 모두 준수하고 있습니다.

그 외에 원재료를 사용함에 있어서 분쟁광물 규제, 유해물질 제한 지침도 기본적으로따라야 하는 규제에 해당합니다. 당사는 그 동안 모든 지침과 기준에 따라 제품을 생산하여 판매하고 있습니다.

(나) 레이저용 패키지 사업부문

1) 산업의 연혁

1964년 벨 연구소의 Kumar Patel에 의해 이산화탄소 레이저 발명 이후 레이저 광원의 활용은 여러 산업에 걸쳐 다양하게 발전해 왔습니다. 그중 자동차와 철강 분야에서는 금속의 절삭 용도로, 반도체 외 여러 분야에서는 레이저 마킹 용도로 사용되며, 의료 분야에서는 수술 또는 치료 목적으로 전 세계적으로 널리 사용되고 있습니다.

2) 수요 변동요인

(가) 산업용 레이저 패키지

레이저 산업은 기존의 주력 산업을 고도화할 수 있는 핵심 산업으로, 독일, 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 국가적인 연구개발과 사업화에 대한 적극적인 투자가 이루어지고 있습니다.

Allied Market Research 사의 Fiber Laser Market(2018-2025) 보고서에 따르면 저출력 레이저 패키지의 수요와 비교하여 고출력 레이저 패키지 수요가 상대적으로 급격히 증가하고 있습니다.

Global Fiber Laser Market By Application

고출력 레이저 제품은 2017년부터 2025년까지 꾸준히 수요가 증가할 것으로 예측하고 있습니다. 이는 고출력 레이저가 요구되는 다양한 응용분야의 탄생으로 인한 결과로 보고 있습니다. 한가지 예로 고출력 레이저 장비는, 자동차, 조선, 항공 우주 분야에서 요구되는 정밀 가공으로 인한 품질 향상과 원가절감 및 생산성을 향상시킬 수 있는 장점 때문에 첨단 제품의 대량 생산에 핵심기반 기술로 주목받고 있습니다.

(나) 의료용 레이저 패키지

의료용 레이저 산업의 경우 고령화 추세, 의료수요의 확대, 질병치료와 건강, 피부 미용에 대한 관심 증대 등으로 인하여 시장 규모가 지속적으로 성장할 것으로 예상됩니다.

한국보건산업진흥원은 미국 그랜드 뷰 리서치가 발표한 '2024년까지의 에스테틱 레이저(Aesthetic Laser) 용도별, 부문별 전망' 보고서를 토대로 에스테틱 의료기기시장규모가 지속적으로 증가할 것이라는 전망을 내놓았습니다.

보고서에 따르면 에스테틱 레이저 시장 규모가 2015년 5억800만달러에서 향후 연평균 15.5% 증가해 2024년에는 18억달러에 도달할 것으로 예측했습니다. 이는 인구 전반의 고령화 추세, 비만인구 증가, 안전하고 효과적인 에스테틱 시술법 개발, 에스테틱 레이저에 대한 소비자 인식 제고 등 에스테틱 레이저 시술 관련 추세 변화에서 비롯된 것이라고 설명하고 있습니다.

U.S. Asethetic Lasers Market, By Application

일본에서도 증가하는 수요를 충족시키고 제품 질과 서비스를 향상시키기 위해 규제를 완화시키고 있는 추세입니다.

그러나 에스테틱 레이저 산업은 타 레이저 산업과는 달리 필수재 보다는 사치재의 성격에 가깝습니다. 따라서 에스테틱 관련 소비 지출은 개인들의 가처분소득에 대한 탄력성이 높으며, 현재의 소득 및 향후 경기 기대감에 따라 변동성이 비교적 크게 나타나는 경향이 있습니다. 경기변동에 민감한 산업으로서 경기침체에 따라 시장 규모가 위축될 수 있으며, 당사의 레이저 모듈 실적에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

3) 주요 목표시장

가) 산업용 레이저 패키지

레이저 가공은 강력한 출력의 레이저를 사용하여 금속, 플라스틱, 나무 그리고 천 등의 절단, 천공, 용접, 표면처리 및 표면 개질 등을 하는 기술이며, 작업 속도가 빨라 생산성이 높을 뿐만 아니라 초점을 정확히 맞출 수가 있어 복잡한 형상 가공이 용이합니다. 때문에 산업용 레이저 장비는 자동차, 조선, 항공 등 산업용으로 많이 사용되고 있습니다.

나) 의료용 레이저 패키지

의료 분야에서 레이저는 레이저 광을 집속 렌즈로 집광시켜 한 점에 조사하여, 강력한 에너지로 생체 조직을 순간적으로 증발, 기화시켜서 절개하는 방법으로 다양한 수술에 이용되고 있으며, 최근에는 광 화학 반응을 이용하여 살세포 효과를 응용한 암 치료에도 많은 접근이 이루어지고 있습니다.

4) 규제 환경

기존 레이저 산업분야에 대한 지원이 레이저 자체를 이용하여 새로운 응용분야에 접목시키는 연구를 하는데 치중한 결과 산업용 레이저 자체를 개발하고 이를 지원하는 시스템 구축이 매우 시급한 상황입니다.

또한, 고출력 레이저 관련 국제 표준화의 미비로 인하여 국내 인증기관의 인증 또한 미비한 상태입니다.

레이저용 패키지는 초정밀 가공 및 의료기기에 사용되는 제품의 특성 상 높은 신뢰성을 요구합니다. 이에 당사에서는, 통신용 반도체 패키지와 동일하게 미국 전자산업협회(EIA)의 하부 조직인 국제 반도체 표준 협의 기구(JEDEC) 기준 및 미국 국방 규격 MIL-STD(Military Standard)를 준수하여 제품을 생산하고 있으며, 텔코디안 규격(Telcodian Standard)기준으로 제품의 신뢰성을 검증하고 있습니다.

(다) 군수용 패키지 사업부문

1) 산업의 연혁

적외선 영상센서는 일반적으로 물체가 방출하는 열 방출 패턴을 감지 및 측정하여 이미지화 하는데 사용됩니다. 초창기에는 열 전대(Thermocouples), 볼로 미터(Bolometers)와 같은 열 센서가 개발되었으며, 오늘날까지도 여전히 사용되고 있습니다.

광자 센서(Photon Detectors)는 주로 민감도와 응답 시간을 향상시키기 위한 목적으로 개발되었고,1940년대 이후로 광범위하게 연구되면서 3μm의 적외선 파장까지 검출할 수 있는 실용적인 적외선 센서가 최초로 개발되었습니다.

2 차 세계 대전 이후 적외선 센서 기술 개발은 주로 군사 장비에 사용될 목적으로 개발되었습니다. 1959년 로손(Lawson)과 동료들에 의해 3원 합금(HgCdTe)이 발견되면서 적외선 검출기는 오늘날의 다양한 형태의 발전을 하게 되었습니다. 그 결과 처음에 군수용으로 주로 개발되던 것이 민수 사업으로 확장되어 오늘날에는 열 화상 카메라를 비롯한 여러 계측 장비에 적용되고 있습니다.

2) 수요 변동요인

적외선 영상센서는 빛이 없는 야간, 안개 및 연기 등 연무, 악천후 그리고 원거리의 열악한 환경에서 물체를 식별할 수 있어 주로 열 화상 카메라, 전방 관측장비, 탐색추적장비, 정밀 타격용 유도무기 등 주로 군수 분야에서 활용되었습니다. 하지만 기술이 발달하고, 생활 패턴이 편이성과 효율성 위주로 변화함에 따라 적외선 영상센서는 산업, 보안, 소방구조, 차량용 나이트 비전(Night Vision) 등 민수 분야에서도 사용이 일반화되고 있습니다. 나아가, 우주, 의료 등 최첨단 분야 뿐만 아니라, 향후 자율주행을 위한라이다(LiDAR)로 활용될 경우 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 전망하고 있습니다.

또한, 최근 피치 사이즈를 10μm까지 협소화하는 제조기술이 개발되고 있으며, 이는 고품질의 적외선 카메라를 탄생시켜 보다 선명한 화면을 제공하는 기술원동력이 될 것입니다.

3) 주요 목표시장

당사의 군수용 패키지가 사용되는 적외선 영상센서는 주로 군수용으로 사용되었으나최근에는 민수용으로도 활발히 활용되고 있습니다. 안보에 직접적으로 관련된 제품이기 때문에 수ㆍ출입통제 대상인 핵심 전략 물자로 지정되어 있습니다. 적외선 영상센서는 미래 전장에서 필수불가결한 핵심적인 부품으로, 감시정찰 장비, 정밀 타격에필요한 유도 무기체계에 탑재됩니다. 작동 온도에 따라 냉각형 적외선 영상센서(-190℃에서 작동)와 상온에서 사용 가능한 비냉각형 적외선 영상센서로 구분되며, 그 중비냉각형 적외선 영상센서는 자율주행, 나이트비전 등 4차 산업혁명 분야에서 핵심 요소로 활용될 전망입니다.

4) 규제 환경

당사에서 군수 업체로 납품하는 적외선 영상센서는 냉각형 적외선 검출기로, 주 야간관측을 통한 성공적인 작전 수행이 가능하도록 여러 열상 장비에 적용할 수 있는 제품입니다.

그 동안 국내에서는 기술력 부족으로 미국, 일본, 프랑스, 독일로부터 적외선 영상센서의 핵심 부품인 ‘세라믹 피드쓰루(Ceramic Feed through)’를 수입하여 사용해 왔습니다.당사는 이를 국산화하여 2015년부터 고객사에 제공하고 있습니다.

이러한 주요 군수 제품은 대부분 자국 내에서 조달하거나 생산하는 것을 기본 원칙으로 하고 있으며, 국가에서 지정한 인증을 취득해야만 공급이 가능합니다. 해외 시장에 진출하기 위해서는 해당 국가의 군수 제품을 취급할 수 있는 인증을 받은 업체를 통해서만 판매가 가능하며, 일반 제품의 거래보다 절차상 어려움과 제품의 하자가 발생시 대응이 어려워 수출이 쉽지 않습니다.

(2) 시장 규모 및 전망

(가) 통신용 패키지 사업부문

화합물 반도체는 반도체의 안정된 동작을 위하여 밀폐된(Hermetic) 구조를 갖는 통신용 패키지에 실장되어 사용됩니다. 아래 표에서 보는 바와 같이 통신용 패키지 시장은 2019년 ~ 2025년까지 연 평균 4.6% 성장률을 보이며 지속적으로 시장이 성장할 것으로 예상됩니다.

                                                                                            (단위 : 백만 USD)

Hermetic Package Market Estimates & Forecasts In Telecom

통신용 패키지는 첨단 통신 네트워크 및 5세대 이동통신이 상용화됨에 따라 북미, 유럽, 아시아 지역에서 수요 증가와 더불어 산업이 성장하고 있습니다.

                                                                                           (단위 : 백만 USD)

Hermetic Package Market Estimates & Forecasts In Telecom, By Region

2018년도 통신용 패키지 세계 시장규모는 약 303.7백만 달러 수준으로, 이 중 당사가 차지하는 매출 비중은 약 4.6%정도로 추정됩니다. 향후 중국, 북미, 유럽의 통신용 패키지 시장에서 요구되는 제품을 파악하고 전략적으로 공략한다면 무한한 성장가능성이 있다고 판단됩니다.

1) RF 통신용 패키지

전 세계적으로 5세대 이동통신용 네트워크 조기구축과 기술 선점을 위한 주파수 표준화 및 기술개발 경쟁이 치열하게 전개되고 있습니다. 5세대 이동통신의 상용화 이후에는 이를 기반으로 하는 4차 산업혁명 생태계 선점 및 활성화를 위한 경쟁이 본격화 될 것으로 예상됩니다.

5세대 이동통신(5G) 비중 전망

이에 따라 5세대 이동통신용 기지국 수요의 급증과 더불어 기지국의 하드웨어의 수요 증가로 관련 RF 트랜지스터, 필터 및 안테나 등의 수요도 증가할 것으로 예측됩니다. 5세대 이동통신용 RF 트랜지스터는 초고주파 대역에서 주파수 증가에 따른 주파수 안정성 및 고출력 증폭이 가능한 GaN 기반의 화합물 반도체의 채용이 확대될 것으로 판단됩니다.

GaN 트랜지스터는 고주파 대역에서 기존의 LDMOS 트랜지스터 대비 우수한 성능을 구현하고 있지만, 상대적으로 가격이 비싸 과거에는 인공위성이나 방위산업 등 제한된 용도로만 사용되었습니다. 그러나 5세대 이동통신이 상용화 시점에 3.5GHz 이상 고주파 대역을 활용하면서 GaN 기반 RF 트랜지스터의 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다.

                                                                                          (단위 : 십억 USD)

5G Driven RF Power Market To Reach More Than $2.5 Billion In 2022

당사의 RF 통신용 패키지는 고객사의 GaN 트랜지스터 제품에 맞게 디자인되어 앞으로도 수많은 고객의 수요에 대응할 준비가 되어 있으며, 자동화 조립라인과 검사장비의 구축으로 생산능력을 키워가고 있습니다.

2) 광(Optical) 통신용 패키지 사업부문

스마트 폰의 보급과 더불어 모바일 인터넷을 통한 소셜 네트워크, 고화질 동영상, 인터넷 게임, 인터넷 검색 및 쇼핑 등 대용량 모바일 서비스의 폭발적인 수요증가로 인한 데이터 트래픽(Data Traffic) 양은 매년 40% 이상 비약적으로 증가할것으로 예상됩니다.

이러한 데이터 트래픽의 증가로 인해 데이터 센터, 고성능 컴퓨팅, 3D 컨텐츠 전송과같은 기기 간 대용량 데이터 전송 및 시스템 내부의 보드 간, 보드를 구성하는 칩 간 접속을 위한 광대역 광 통신 및 인터커넥션(Interconnection) 기술에 대한 수요가 급속히 증가하고 있습니다. 이와 더불어 인터넷 데이터 센터는 컴퓨터 시스템, 통신장비, 저장장치 등이 집약된 데이터 센터의 내부 인터커넥션 수단으로 기존의 동선을 이용한 연결 방식에서 광 트랜시버를 이용한 네트워크 연결 방식으로 급속하게 변화되고 있습니다.

데이터 센터의 광 트랜시버용 패키지

따라서 동선을 이용한 인터커넥션 기술의 한계를 극복하고 대용량 데이터 장거리 전송 및 에너지 절감, 공간 절감을 위한 광 모듈을 이용한 인터커넥션 기술의 활용을 위해서는 다양한 형태의 광 통신 수요도 증가가 예상됩니다.

시장조사업체 Yole Developpement의 보고서에 따르면 광 트랜시버 시장은 2019년 77억 달러 규모에서 2025년 177억 달러로 향후 6년간 2배 이상 성장할 것으로 전망됩니다. 특히 5세대 이동통신 시대에는 동영상 등 대용량 콘텐츠 소비가 늘면서 데이터 사용량이 폭발적으로 증가함에따라 이를 처리하는 데이터 센터용 광 트랜시버 시장은 매년 20%씩 성장할 것으로 예상됩니다.

Optical Transceiver Market_Yole Developpement

(나) 레이저용 패키지 사업부문

4차산업 및 그린 뉴딜 사업으로 전환이 가속화 됨에 따라 2차 전지, 디스플레이 분야에서 수요 증가 뿐만 아니라, 기존의 자동차, 조선업 등 전통산업 분야의 고도화로 산업용 레이저 시장은 큰 성장을 보이고 있습니다.

시장조사업체 IDTechEx Research의 Laser Diodes & Direct Diode Lasers 보고서에 따르면, 레이저 다이오드 기술은 물질 가공, 의료, 디스플레이, 광통신 및 데이터 저장, 국방 및 센서 분야 등 다양하게 활용되어 2018년에 46.4억 달러에서 2029년에는 139.9억 달러로 연평균 10% 이상 성장할 것으로 예상하고 있습니다.

Laser Diodes & Direct Diode Lasers : Global Market Forecast

주요 분야별로 살펴보면, 가전 및 자동차 산업의 3D 정밀 측정 및 이미징에 활용되는 광학측정 분야가 연평균 40%의 고성장이 예상되며, 레이저 가공기 시장의 확대로 광펌핑(Optical Pumping) 분야는 연평균 14%의 성장이 기대됩니다.

(다) 군수용 패키지 사업부문

Maxtech International에서 발간한 적외선 열 영상시스템 시장규모에 따르면, 적외선영상센서를 이용한 전 세계 적외선 열 영상시스템 시장규모는 2017년 기준 127억 달러 수준으로 분석됩니다. 적외선 열 영상시스템은 핵심 부품인 적외선 영상센서 이외에 렌즈, 전기회로 및 기구물 등을 포함하는 제품입니다. 과거 군수용으로 대부분 관측 장비, 유도무기 등 군사적 용도로 많이 사용되었지만, 최근 우수한 성능과 저렴한 가격을 강점으로 범죄예방용 야간 CCTV, 자동차용 나이트 비전 시스템, 의료진단 영상진단 시스템, 화재 시 투시카메라 및 방향 지시 기구, 송전선로 및 전선의 과부하 지점 포착용 열상 카메라, 반도체 칩의 불량 검색 등 다양한 분야에서 사용됨에 따라 민수용 열 영상시스템 시장은 2027년까지 연평균 22% 고성장할 것으로 보입니다.

적외선 열 영상시스템 시장규모

Infrared Imagers Market Breakdown

일본 경제산업성은 2019년 07월 01일 수출규제 조치를 공식 발표하였고, 08월 02일 우리나라를 백색국가에서 배제하였습니다. 이에 일본 수출 업체들은 그동안 한국에 전략물자를 수출할 때 일반 포괄 허가 (3년 단위 1번 허가)를 받으면 됐지만, 앞으로는 원칙적으로 수출 때마다 허가를 받아야 하는 상황입니다.

당사의 패키지 원재료 중 방열소재 및 접합소재는 일본 수입의존도가 높은 실정입니다. 그러나 일본에서 제시한 수출규제 품목에는 해당되지 않아 원료 수급 차질에는 우려가 없습니다. 다만, 현재 당사에서 보유중인 기술인 적층세라믹의 경우 세라믹 원재료가 일부 규제 품목에 해당하고 있어 장기적으로 국산화와 공급처 다변화를 하고 있습니다.

역으로 일본의 수출규제조치로 인해 일본 패키지 업체인 Kyocera, NGK Spark Plug, 스미토모사 패키지를 사용하던 고객들이 국내 업체를 찾고 있어 당사에게는 반사이익을 가져올 수 있는 좋은 기회가 되고 있습니다. 한 예로, 최근 군수용 패키지를 사용하고 있는 아이쓰리시스템은 현재 사용중인 Kyocera 제품의 전 모델을 당사와 개발 진행을 검토 중에 있으며, 세라믹 패키지를 사용 중인 몇몇 업체로부터 개발 제의를 받고 있습니다.

이렇듯 일본의 수출규제가 장기화 된다면, 우리 경제에 부정적인 영향을 끼칠것으로 보이며 당사는 이번 경제 상황을 기회로 일본에서 수입해오던 원재료를 전량 국산화 할 수 있도록 공급처를 다변화할 것이며, 일본 패키지 업체를 활용하는 국내 고객들로 하여금 당사 패키지를 사용하거나 개발할 수 있도록 적극적인 홍보와 마케팅에 집중 할 것입니다.

다. 경쟁 현황

(1) 경쟁 상황

조립 기술별로 국내 및 해외 경쟁사를 분류한 것으로, 국내에는 당사와 코스텍시스가 경쟁하고 있습니다. 해외에는 일본의 Kyocera, NGK Spark Plug가 세라믹 기술을 앞세워 세계 시장을 석권하고 있는 가운데, 프랑스의 EGIDE와 미국의 AMETEK, SINCLAIR 등이 있으며, 독일에는 글라스 실링 조립 기술에 우위가 있는 SCHOTT가 있습니다.

[반도체 패키지 조립 기술에 따른 경쟁 현황]

(가) 국내의 경쟁상황

국내에서 당사와 같이 화합물 반도체 패키지를 제조하고 있는 코스텍시스가 있습니다. 국내 유일한 경쟁사이기도 한 이 업체는 글라스 실링과 브레이징 조립 기술 및 도금 기술을 보유하고 있지만, 당사가 보유하고 있는 적층 세라믹 기술을 보유하고 있지 않기 때문에 세라믹이 포함된 고부가가치의 패키지를 제작하기 힘든 단점이 있으며, 제품과 시장을 다양화에도 한계가 있을 것으로 판단됩니다. 또한 코스텍시스는 반도체 패키지 중 RF 통신용 패키지 위주로 생산하는 회사로서, RF 통신용 패키지 이외에 Kovar Lid 등을 주로 생산 및 판매하는 데에 비해, 당사는 RF 통신용 패키지, 광 통신용 패키지, 레이저용 패키지 및 군수용 패키지 외에도 스마트 폰, 자동차 전장 또는 센서 등 아이템이 다양화되어 있어 경기 변동에 따른 매출 변동이 심하지 않고, 응용 분야를 꾸준히 확장하고 있습니다. 이러한 경험적인 부분과 기술적인 부분에서 당사가 앞서면서 국내에서는 당사가 약 93%, 코스텍시스가 약 7% 정도의 시장 점유율을 가지고 있는 것으로 나타나고 있습니다.

(나) 해외의 경쟁상황

해외에서는 일본의 선진기업들이 세라믹 기술을 앞세운 고부가가치 제품과 고품질 및 고신뢰성의 제품으로 세계시장을 석권하고 있습니다. 특히 일본의 Kyocera와 NGK Spark Plug의 경우수십 년전부터 시작한 세라믹 기술과 표면처리 기술 등을 활용하여 고품질/고부가가치화에 성공하였고, 그로 인한 세계시장의 70%를 차지하고 있는 것으로 나타나고 있으며, 이어서 프랑스의 EGIDE와 미국의 AMETEK/SINCLAIR 등이 일본 업체들을 추격하는 상황입니다.

또한, 독일의 SCHOTT사는 글라스 원자재 기술과 글라스 실링 기술을 바탕으로 저가의 반도체 패키지 시장을 석권하고 있으며, 최근에는 중국의 SINOPACK이 경쟁력 있는 가격과 과감한 투자로 세계시장에 두각을 나타내고 있는 상황입니다.

당사는 일본, 독일, 미국 및 프랑스의 선진기업과 비교하여 시기적으로 늦은 2000년대 초반에 반도체 패키지 개발 및 제조를 시작하여 국내/외에 제품을 공급하고 있습니다. 적층 세라믹 기술과 Heat Sink 소재 기술의 확보로 고부가가치의 제품 시장에 진입하고 있으며, 조립 기술 및 표면처리 기술이 해외 경쟁사 대비 대등한 수준으로 올라오면서 해외로의 수출이 증가하고 있고, 해외 Agent의 증가와 적극적인 해외 영업으로 다양한 분야의 고객을 확보해 가면서 꾸준히 수출도 증가하고 있습니다.

(다) 진입장벽

반도체 패키지를 제조하기 위해서는 브레이징과 글라스 실링 기술 외에도 도금 기술과 소재에 대한 기술이 뒷받침되어야 합니다. 당사가 반도체용 패키지 제조에 사용하는 브레이징과 글라스 실링 기술은 그라파이트(Graphite) 지그를 활용하며, 이러한 지그는 사용되는 모든 소재별 열 특성(열팽창계수, 열전도율)을 고려하여 설계 및 제작됩니다. 이러한 조립 지그의 설계기술은 다년간의 제품 설계 경험으로부터 얻어지는 기술로써, 타사가 진입하려면 반드시 경험을 해야 하는 진입 장벽입니다.

표면처리 기술은 단순한 도금 기술이 아닌, 특수 소재에 대한 도금 기술이 있어야 하는 분야로서, Mo/W/Kovar 소재 등과 같은 열 특성을 갖는 특수 소재에 대한 도금 기술의 확보가 필요하며, 특히 Die Attach, Wire Bonding, AuSn-AuGe 등의 고온 솔더링 등이 가능한 순금 도금 기술은 타사의 진입을 어렵게 하는 요소 중 하나입니다.
 

반도체로부터 발생하는 열을 외부로 방출하는 핵심 소재인 Heat Sink 기술과 전기적 연결을 위해 사용되는 적층 세라믹 기술의 확보도 반도체 패키지 기술에 있어 가장 중요한 진입장벽이 될 것으로 판단됩니다.

또 다른 진입장벽으로 임피던스(Impedence) 설계 및 해석 기술을 말할 수 있습니다. 정보통신 기술의 발전으로 통신의 고속화와 고용량화가 이루어지면서, 반도체 패키지 생산에 임피던스 설계기술과 해석기술이 요구되고 있습니다. 이미 일본의 선진기업들은 이러한 임피던스 설계기술 및 해석기술을 활용하여 부가가치가 큰 제품을 생산 및 판매하고 있었습니다. 당사는 이러한 임피던스 설계기술과 해석기술을 한국전자통신연구원(ETRI)로부터 기술이전 받아, 자체적으로 제품을 설계하고, 설계된 제품을 고객에게 제시할 수 있도록 지속적으로 연구하고 있습니다.

패키지 제작 요소기술

패키지 제조 주요 공정 내재화

패키지를 제작하기 위해서는 위의 표와 같이 지그 및 패키지 설계능력, 브레이징 및 글라스 실링 접합, 패키지 도금, Lens 접합, 이종 메탈간 열 팽창을 고려한 제작, 특수 소재 가공, 신뢰성 평가 등 다수의 요소 기술이 필요합니다. 당사는 이러한 요소 기술 외에도 패키지 제조에 필요한 핵심 기술을 확보하고 있습니다.

당사와 같이 요소 기술과 핵심 기술 모두를 자체적으로 보유하고 있는 업체들은 극히 소수입니다. 세계적인 패키지 제조업체 19개 중 당사를 포함한 4개 정도의 업체(Kyocera, Schott AG, AMEMTEK)가 유일합니다.

따라서, 반도체 패키지 제조에 필요한 여러 접합 기술, 표면처리 기술, Heat Sink 및 적층 세라믹 기술 등 소재 기반 기술과RF 설계기술 없이는 반도체 패키지 시장에 신규 업체가 들어오더라도 당사와 같은 경쟁력을 갖추는데 상당한 시간이 걸릴 것으로 판단됩니다.

(2) 비교우위 사항

(가) GaN 트랜지스터용 패키지

GaN 트랜지스터는 기존에 사용되는 LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터 시장을 빠르게 잠식할 것으로 예상됩니다. 이는 기존 LDMOS 트랜지스터와 GaN 트랜지스터의 소재적 차이로 인한 것이라 할 수 있습니다.

[LDMOS, GaN 비교]

기존에 사용되는 LDMOS 트랜지스터는 반도체의 주요 소재로 널리 알려진 실리콘(Si)을 활용한 것으로, 3세대, 4세대 이동통신에 걸쳐 많이 사용되었지만, 5세대 이동통신 구현에 있어서 소재 및 공정상의 한계로 인하여 요구하는 높은 주파수(Sub-6GHz 및 28GHz)에서는 요구되는 성능의 구현이 어렵습니다.

반면, GaN 트랜지스터는 실리콘보다 넓은 에너지 밴드 갭을 가지며 고온에서도 안정적인 특성으로 인해 고주파, 고전력 반도체 소자 구현에 적합한 차세대의 소재로 주목받는 GaN을 활용한 기술입니다. 이러한 소재적 특성으로 인하여 GaN 트랜지스터는 높은 주파수에서 고출력을 갖는 제품의 설계가 가능하며, LDMOS 트랜지스터 대비 전력밀도가 10배 이상 높아 소형화 및 경량화를 통해 30% 이상의 전력절감이 가능합니다. 초기에는 다소 높은 가격으로 인하여 위성 및 군사 등 일부 분야에서만 사용되었으나, 최근에는 실리콘(Si)과의 가격 격차가 좁혀짐에 따라 통신 및 산업 등 다양한 영역에서의 활용이 주목받고 있는 기술입니다.

당사의 주력 제품은 이러한 GaN 트랜지스터 등 화합물 반도체 소자를 안전하게 안착시킬 수 있는 패키지 재품입니다. 당사는 고주파 대역에서 활용성 및 에너지 효율성 등이 우수한 GaN 트랜지스터가 LDMOS 트랜지스터를 대체할 것이라는 확신으로 GaN 기반 RF 통신용 패키지를 집중적으로 개발 및 생산을 하였습니다.

반도체 대표 소재 비교

하기는 당사 주요 국내외 경쟁사의 주력 패키지 목록입니다.

국내에서는 당사와 같이 화합물 반도체 패키지를 제조하고 있는 코스텍시스가 유일한 경쟁사이지만, 코스텍시스의 경우 당사가 보유하고 있는 핵심 기술인 적층 세라믹 기술을 보유하고 있지 않기 때문에 실질적으로는 당사가 국내에서 유일하게 GaN 트랜지스터를 제조할 수 있는 회사이며, 규모 측면에서는 비교하기 힘드나 의미 있는 경쟁사는 일본업체인 Kyocera, NGK Spark Plug 등이 있으며, 향후 이들의 시장점유율을 잠식해 나가는 것이 중단기 방향성입니다.

또한, 당사는 GaN 트랜지스터 시장에서 세계 2위의 시장을 점유하고 있으며, GaN on Diamond 등 신기술을 보유하고 있는 알에프에이치아이씨(주)와 2017년 M&A를 실시하였습니다. 당사의 고객이자 모기업이 된 알에프에이치아이씨(주)의 전폭적인 지원을 통해 알에프에이치아이씨(주)가 보유하고 있는 RF 임피던스 및 해석 기술을 제품 설계에 적용하여 보다 우수한 성능의 제품 개발 및 출시가 가능할 것으로 보이며, 이를 통해 당사의 안정적인 매출 상승에도 기여할 것으로 판단됩니다.

(나) 차별화 된 소재기술 보유

1) Heat Sink 소재기술의 보유

Heat Sink는 열 접촉을 직/간접적으로 사용하여 다른 물체로부터 열을 흡수하고 발산하는 환경이나 소재를 뜻합니다. 당사가 제조하는 패키지 제품은 화합물 반도체로부터 발생하는 열을 발산해 주기 위해 적절한 Heat Sink 소재를 선택하는 것이 중요하며, 특히 GaN 트랜지스터용 패키지는 LDMOS에 비해 고출력 제품에 채용되는 경우가 많아 고 열전도 특성을 갖는 Heat Sink를 채용해야 합니다.

당사는 당사가 보유하고 있는 소재 기술을 활용하여 세계 최초로 CPC212, CPC300 등 높은 열전도율을 갖는 Heat Sink소재를 GaN 트랜지스터용 패키지에 적용하였습니다. 10년 가까운 시간 동안 GaN 트랜지스터용 패키지를 개발해 오면서 고객과의 소통과 수많은 시험 등을 통해 방열을 위한 Heat Sink의 중요성을 알게 되었으며, Cu-Graphite와 같은 신소재의 세계 최초 양산 적용을 위해 개발을 진행하고 있습니다.

Thermal Conductive Materials

또한, 당사는 Mo/W 소재를 이용한 용침(Infiltration)기술 개발로 MoCu, WCu Heat Sink 소재를 국내 최초로 개발하였으며, CPC, CMC, Super-CMC소재와 같은 적층(Cladding)소재를 HIP(Hot Isostatic Pressing)기술과 Hot Press 기술로 개발하여 특허를
등록받은 이력이 있습니다.

Heat Sink 소재를 직접 개발해 보았기 때문에 소재에 대한 이해를 경쟁사 대비 깊게 할 수 있으며, 단순히 구매만 하는 것이 아니라, 공급처와 협의하여 새로운 Heat Sink소재를 개발할 수 있는 역량을 확보하여, 새로운 고객의 요구가 왔을 때 Heat Sink의 구조 등을 제안하고 샘플을 적용할 수 있는 능력을 보유하고 있습니다. 이러한 이유로 CPC212와 CPC300 외에 Super CMC라는 소재도 당시 세계 최초로 패키지에 적용할 수 있었습니다.

2) 적층 세라믹(Multi-layer ceramic) 기술 보유

화합물 반도체 패키지 제조에 있어서 Heat Sink 소재 기술 외에도 또 다른 핵심 소재기술인 적층 세라믹 기술이 요구됩니다. 적층 세라믹 기술은 고온에서 소결되는 공정상 수축율이 크고, 소재 변형이 심해 기술적으로 상당히 어렵고 경험적인 데이터를 필요로 한다는 것이 특징입니다.

당사는 일본의 경쟁사들이 독점적으로 보유하고 있던 이러한 세라믹 기술을 2013년도부터 국산화하기 위해 수년간 설비 및 인력 투자를 꾸준히 진행하여 국산화할 수 있었습니다. 그 결과 당사에서 수입하던 세라믹 부품의 국산화 뿐만 아니라 세라믹 기술을 이용한 신규 아이템의 창출로 이어지고 있습니다. 특히 HTCC(High Temperature Co-fired Ceramic) 적층 세라믹 기술은 국내에서는 당사만의 확보한 기술로써, 당사의 미래경쟁력에 많은 도움이 될 것으로 판단하고 있습니다.

[적층 세라믹 기술 보유 비교]

이러한 적층 세라믹 기술은 반도체 패키지 제작에 필요한 피드 쓰루(Feed thru)같은 핵심 부품을 개발하는데 활용되어 당사 제품의 고부가가치화에 큰 기여를 하였으며, 당사의 제품 경쟁력 또한 높아지게 하는 결과를 가져 왔습니다.

국내 세라믹 기술은 실질적으로 일본 대비 상당히 낮은 수준이었지만, 당사의 지속적인 연구개발로 인해 경쟁사와 경쟁할 수 있는 수준으로 올라오게 되었으며, 이러한 기술경쟁력은 당사의 세계시장 점유율 확대에 큰 기여를 할 것으로 기대하고 있습니다.

국산화 개발한 HTCC 세라믹

(다) 납기 경쟁력의 우위

일본의 경쟁사 대비 당사가 가지고 있는 큰 경쟁력 중에 하나는 납기입니다. Kyocera, NGK Spark Plug와 같은 일본의 경쟁사 대비(12-16주) 당사는 빠른 납기(4-6주)로 고객을 대응하고 있습니다. 이는 오랜 기간 동안 사업을 해오면서 당사만의 고객 관리와 개발 시스템으로 가능했던 부분으로, 국내의 외주 업체와 당사와의 협력을 극대화하고, 고객의 요구를 최대한 반영한다는 취지에서 시작한 것이 자연스럽게 당사의 문화로 자리 잡은 당사의 큰 우위 사항이라 말씀 드릴 수 있습니다. 아울러 일본의 경쟁사들은 대기업 군에 속해 있어 중소기업인 당사 대비 무거운 내부 프로세스 등으로 인해 대응 능력이 느린 점이 있습니다.

(라) 판매가격의 우위

반도체 패키지를 제조할 수 있는 기업을 보유하고 있는 국가는 일본, 미국, 프랑스, 독일, 한국 그리고 중국입니다. 당사는 이러한 일부 선진국에서만 제조하고 있는 반도체 패키지를 제조하고 있습니다. 따라서 선진국 대비 상대적으로 저렴한 인건비와 생산 비용으로 제품을 생산할 수 있습니다. 최근에 두각을 나타내고 있는 중국의 경쟁사를 제외한다면 판매 가격에서 우위에 있다고 판단되며, 가격 경쟁력을 더 확보하기 위해 조립 자동화, 검사 자동화 라인을 구축하였으며 이는 불량율 감소의 효과도 가져 왔습니다. 또한 생산기술 확보와 주요 핵심 공정을 모두 내재화하여 판매가격의 우위를 확보하고 있습니다.

2. 주요 제품 및 서비스

가. 주요 제품 등의 현황

(주1) 통신용 패키지

무선통신 및 광 통신에 사용되는 반도체 패키지로서, GaN, GaAs, InP 등 화합물 반도체가 실장될 수 있으며, 화합물 반도체가 안정적으로 작동할 수 있도록 밀폐(Hermeticity) 상태를 유지할 수 있도록 제작되어야 합니다. 일반적인 구조로는 화합물 반도체 구동시 발생되는 고열을 방출할 수 있는 HEAT SINK와 반도체의 전기 또는 신호의 입/출력을 이어주는 세라믹 단자로 구성되어 있습니다.

당사는 이러한 통신용 패키지를 생산하여 알에프에이치아이씨(주)(한국), CREE(미국), LUMENTUM(미국)등의 주요 업체에 안정적으로 납품하고 있으며, 대표적인 경쟁업체로는 Kyocera(일본), NGK Spark Plug(일본), SINCLAIR(미국) 등이 있습니다.

(주2) 레이저용 패키지

산업용 및 의료용 레이저 기기의 레이저 모듈에 사용되는 반도체 패키지로서, 통신용 패키지와 같이 밀폐 구조 및 방열 구조를 가지고 있으며 GaAs, InP와 같은 화합물 반도체가 실장됩니다. 일반적으로 열 방출의 극대화를 위한 COPPER FRAME을 사용하며, 고출력 DC 단자 2개가 밀폐 구조로 접합되어 있습니다.

이러한 고출력 레이저용 패키지는 DILAS(독일), IPG(독일), TRUMPF(독일), 이오테크닉스(한국) 등 주요 업체에 납품하고 있으며, 대표적인 경쟁업체로는 Kyocera(일본), Egide(프랑스)등이 있습니다.

(주3) 군수용 패키지

군의 야간 작전 시 사용되는 적외선(Infrared) 영상 센서에 사용되는 패키지로서, InSb, InGaAs 등 화합물 반도체가 실장됩니다. 일반적으로 반도체의 전기 또는 신호의 입출력을 이어주는 세라믹 단자와 메탈 프레임으로 구성되어 있습니다.

주요 고객으로는 I3SYSTEM(한국), SCD(이스라엘) 등이 있으며 대표적인 경쟁업체로는 Kyocera(일본), Egide(프랑스) 등이 있습니다.

나. 주요 제품 등의 가격변동추이

(1) 가격 변동 추이

(주1) 산출기준은 당사 제품의 가격은 제품별 매출액을 판매수량으로 나누어 산출한 단순 평균가격입니다.

(2) 가격 변동 원인

3. 원재료 및 생산설비

가. 주요 원재료 매입 현황

나. 원재료 가격변동 추이

(주1) 품목별 평균단가는 품목별 총 구입금액을 총 구입수량으로 나누어 산정하였습니다.
(주2) 당사는 규격화된 제품의 사양이 별도로 존재하지 않으며 고객사의 요청에 따라 주문 제작방식으로 제조하고 있습니다. 따라서 동일한 품목의 경우에도 사양 차이에 따라 단가가 상이하고 원재료 투입량도 달라지며, 연도별 원재료 단가는 원재료 투입량에 따라 상승하거나 하락하였습니다.

다. 생산능력 및 생산

당사의 생산실적 및 가동률에 관한 부분은 영업기밀에 해당되어 구체적인 내용을 공시할 수 없습니다.

라. 생산설비에 관한 사항

(1) 생산설비의 현황

(주1) 회사는 2020년 07월 01일자로 적층 세라믹 라인증설 및 레이저 모듈 신규사업을 위한 경기도 안산시 단원구 산단로 소재의 유형자산(토지, 건물, 기계장치 외)을 취득하였습니다.

(2) 최근 3년간 변동사항

(3) 설비의 신설ㆍ매입계획

당사는 향후 오더 증가에 대응하여 생산능력 확대가 가능하도록 준비하고 있으며, 신규 사업과 관련하여 연구 개발 및 양산에 필요한 생산시설 및 설비에 대한 투자를 진행할 예정입니다.

4. 매출 및 수주상황

가. 매출실적

나. 판매경로

당사는 국내 판매의 경우 100% 직접 거래를 하고 있으나, 해외 판매의 경우는 대부분 대리점을 통해 제품을 판매하고 있습니다.

다. 판매전략

당사는 RF 통신용 패키지와 광 통신용 패키지 등 다양한 반도체 패키지 제품을 개발하여 글로벌 화합물 반도체 패키지 생산업체로 진입을 목표로 하고 있습니다.당사는 세계시장을 선도하고 있는 미국의 CREE를 비롯하여 모회사인 알에프에이치아이씨(주)에 RF 통신용 패키지를 주로 공급하고 있습니다. 그리고 꾸준히 IMS와 같은 전시회를 적극 활용하고 미국의 판매처인 Metallife-USA와의 적극적인 영업을 통해 세계시장에서 시장 점유율 확대를 위해 노력하고 있으며, 더 나은 품질 및 가격 경쟁력 확보를 통해 Kyocera, Sumitomo 등 해외 거대 기업들과의 경쟁에서도 우위를 점할 수 있도록 최선의 노력을 다하고 있습니다. 또한 광 통신용 패키지 분야에서는 광 Pump 모듈 분야에서 세계시장을 선도하고 있는 JDSU, OCLARO, 3S-Photonics 등의 글로벌 업체에 진입을 통한 매출 증대를 목표로 하고 있습니다. 더불어 기 구축되어 있는 해외 대리점들의 영업 활성화와 신규 대리점을 통해 신규 고객 발굴 및 시장 확대를 계속해 나갈 것 입니다.

라. 수주상황

당사는 납기주기가  짧은 산업의 특성상 수주현황의 기재를 생략합니다.

5. 위험관리 및 파생거래

당사는 여러 활동으로 인하여 신용위험 및 유동성위험과 같은 다양한 재무위험에 노출돼 있습니다. 당사의 전반적인 위험관리정책은 금융시장의 변동성에 초점을 맞추고 있으며 재무성과에 미치는 부정적 영향을 최소화하는데 중점을 두고 있습니다.

위험관리는 이사회에서 승인한 정책에 따라 이루어지고 있습니다. 이사회는 전반적인 위험관리에 대한 문서화된 정책, 외환위험, 이자율 위험, 신용 위험  및 유동성을 초과하는 투자와 같은 특정 분야에 관한 문서화된 정책을 검토하고 승인합니다.

가. 신용위험

신용위험은 회사 차원에서 관리되고 있습니다. 신용위험은 보유하고 있는 수취채권 거래처에 대한 신용위험뿐 아니라 현금 및 현금성자산, 은행 및 금융기관 예치금으로부터 발생하고 있습니다.

금융자산의 장부금액은 신용위험에 대한 최대 노출정도를 표시하고 있습니다. 당기말과 전기말 현재 회사의 신용위험에 대한 최대 노출정도는 다음과 같습니다. 현금및 현금성자산, 장단기금융상품은 신용등급이 높은 금융기관에 예치하여 신용위험의 노출 정도가 제한적입니다.

(주1) 현금 시재액은 제외하였습니다.

나. 유동성위험

회사는 미사용 차입금한도를 적정수준으로 유지하고 영업 자금수요를 충족시킬 수 있도록 유동성에 대한 예측을 항시 모니터링하여 차입금 한도나 약정을 위반하는 일이 없도록 하고 있습니다. 유동성에 대한 예측 시에는 회사의 자금조달 계획, 약정 준수, 회사 내부의 목표재무비율 및 통화에 대한 제한과 같은 외부 법규나 법률 요구사항이 있는 경우 그러한 요구사항을 고려하고 있습니다.

회사의 유동성위험 분석내역은 다음과 같습니다.

(주1) 차입금은 이자비용을 포함하고 있습니다.

(주1) 차입금은 이자비용을 포함하고 있습니다.

다. 파생상품 및 풋백옵션 등 거래 현황

당사는 사업보고서 제출일 현재 해당사항 없습니다.

6. 주요계약 및 연구개발활동

가. 경영상의 주요계약

당사는 사업보고서 제출일 현재 해당사항 없습니다.

나. 연구개발활동

(1) 연구개발 조직

(가) 연구개발 조직 개요

당사는 한국산업기술진흥협회로부터 인증 받은 기업부설연구소를 운영하고 있습니다. 당사의 기업부설연구소는 사업보고서 제출일 기준 13명의 전문연구인력으로 구성되어 있으며, 통신용 패키지, 레이저용 패키지, 군수용 패키지 및 신규 사업 분야(레이저 모듈)의 원활한 양산 진행을 위한 연구개발을 수행하고 있습니다.

연구개발 조직도

(나) 연구개발인력 구성

(다) 주요 연구개발인력 현황

(2) 연구개발비용

(3) 연구개발실적

(가) 연구개발실적

1) 통신용 패키지

가) RF 통신용 패키지

나) 광 통신용 패키지

2) 레이저용 패키지

3) 군수용 패키지

4) 기타

5) 국가 R&D 사업 수행

(나) 연구개발 계획

1) 통신용 패키지

2) 레이저용 패키지

3) 기타

4) 국가 R&D 사업 수행

7. 기타 참고사항

가. 특허, 실용신안 및 상표 등 지적재산권 현황