반도체 후공정 장비기업 레이저쎌이 차세대 패키징 기술 '공동패키징형광학(CPO)' 분야에서 성과를 올렸다. 최근 글로벌 톱 CPO 모듈 제조사로부터 레이저 본딩 장비 '양산 1호기' 발주를 받았다. 추가 수주도 논의 중이다. 

CPO는 차세대 AI 데이터센터를 구현하기 위한 핵심 기술로 평가받는다. 현재 엔비디아·브로드컴·시스코 등 글로벌 빅테크가 앞다퉈 CPO 상용화를 추진 중이다. 레이저쎌도 관련 시장에서 매출 발생을 기대하고 있다. 

안건준 레이저쎌 대표는 최근 경기 화성 본사에서 기자와 만나 회사 핵심 사업전략과 전망을 이같이 밝혔다.

지난 2015년 설립한 레이저쎌은 자체 레이저 기술을 토대로 반도체·디스플레이·배터리 등 산업에 필요한 후공정 장비를 개발하고 있다. 지난 2022년 기술특례상장으로 코스닥 시장에 입성했다. 

레이저쎌 핵심 기술은 '면광원 레이저'다. 면광원 에어리어 레이저는 레이저의 점(Spot) 광원을 면 형태로 전환해 넓은 면적에도 균일한 레이저 빔을 조사하는 기술이다. 안 대표는 "레이저쎌의 빔 균일도는 90% 이상으로, 80%대인 경쟁사보다 높다"고 자평했다. 

그는 "레이저 빔을 수입하는 경쟁사와 달리, 레이저쎌은 면레이저 원천 설계기술과 관련 광학 시스템을 모두 자체 개발했다는 점에서 차별홛점을 가진다"며 "해당 기술들은 모두 특허로 보유 중"이라고 덧붙였ㄷ. 

LSR 장비로 글로벌 톱 CPO 모듈 제조사서 양산 1호기 수주

레이저쎌은 최첨단 패키징 시장을 공략하고 있다. 특히 레이저 셀렉티브 리플로우(LSR) 장비에서 최근 성과가 있었다. 

LSR은 원하는 부위에만 레이저를 짧게 조사할 수 있는 면레이저 본딩 장비다. 본딩 부위 외 열적 손상이 없어, 패키지 전체에 열을 가하는 기존 매스리플로우(MR) 본딩 대비 반도체 파손 및 워피지(휨) 현상이 적다.

레이저쎌은 올 1분기 글로벌 톱 CPO 모듈 제조사로부터 LSR 장비를 수주했다. 해당 고객사와 약 2년간 협업과 테스트를 거쳐, 실제 양산용으로 장비를 처음 도입한다는 점에서 의미가 크다.

현재 데이터센터는 외부의 장거리 및 고속 전송 구간에서 매우 빠른 광(빛) 신호를 사용하고, 칩 내부에서 전기 신호로 데이터를 처리한다. 빛과 전기 신호를 바꾸기 위해서는 광 송수신 모듈(트랜시버)을 사용한다. 

CPO는 광 트랜시버에서 광 송수신 기능을 분리해 초소형 모듈 형태 광 엔진으로 구현하고, 이를 반도체 패키지 인근에 통합하는 기술이다. 칩과 광 모듈간 거리가 좁혀진 만큼 데이터를 더 빠르고 효율적으로 주고받을 수 있다. 엔비디아와 브로드컴, 마벨, 시스코 등 주요 빅테크가 앞다퉈 CPO 개발에 뛰어든 이유다.

또한 CPO는 기술 난도가 높아, 올해 들어서야 본격 상용화 움직임을 보이고 있다.

레이저쎌 입장에서는 CPO용 본딩 시장을 초기에 선점할 기회를 잡은 셈이다. 이번 레이저쎌의 고객사는 복수의 엔드 유저(End-User)로부터 의뢰를 받아 CPO 모듈을 제조하는 일종의 파운드리 기업이다. CPO 시장 확대 시 본딩 장비에 본격 투자할 것으로 관측된다.

추가 수주도 논의…"CPO서 면레이저 본딩 외 대안 없을 것"

레이저쎌은 해당 고객사와 추가 수주를 논의 중이다. LSR 장비 후속 발주, 면레이저 본딩에 압착 기능을 더한 레이저 압착 본더(LCB) 신규 발주 등 검토가 이뤄지고 있다. 

안 대표는 "최근 레이저쎌의 면레이저 본딩 장비가 고객사의 CPO 모듈향으로 '양산 1호기' 발주가 나왔다"며 "올 하반기와 내년에 본격적인 발주 확대를 기대 중이고, CPO를 개발 중인 복수 기업들이 장비 구매 의향을 내비치고 있다"고 강조했다.

면레이저 본딩이 CPO 시장에서 주목받는 이유는 기술 특성에 있다. 광 엔진 내부는 다양한 유리 소재로 구성된다. 유리는 압력과 고온에 민감할 뿐만 아니라, 실리콘 기반 칩과 물성이 다르다.

때문에 고온·고압을 활용하는 열압착(TC) 본딩, MR 본딩 등 기존 방식으로는 접합이 까다롭다. 반면 레이저쎌의 면레이저 기술은 필요한 부위에 선택적으로, 각 특성에 맞춰 레이저를 조사하므로 광 엔진 접합에 유리하다.

안 대표는 "실리콘과 유리가 동시에 집적되는 CPO 모듈을 구현하려면 LSR 본딩 외에는 대안이 없다고 본다"며 "주요 고객사들이 CPO 개발 단계에서부터 레이저쎌과 긴밀히 협력해 온 이유도 여기에 있다"고 강조했다.

생산능력 향후 '5배'까지 확장…최첨단 패키징 시장 다방면 공략

비단 CPO 뿐만이 아니다. 레이저쎌은 면레이저 본딩 기술을 기반으로 고성능 반도체 패키지 기판인 플립칩-볼그레이드어레이(FC-BGA), 첨단 패키징 일종인 시스템인패키지(SiP), 패널레벨패키징(FOPLP) 등 여러 시장을 동시 공략하고 있다.

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레이저쎌은 본사 장비 생산능력을 연 600억원 수준에서 1200억원 수준으로 확장하기 위한 공사를 진행 중이다. 

안 대표는 "회사 성장성과 고객사 수요를 고려해 생산능력을 기존 대비 2배 늘리는 공사를 진행 중이고, 향후에는 부지 확장으로 생산능력을 3000억원까지 끌어올릴 계획"이라며 "CPO를 포함한 여러 최첨단 반도체 패키징 사업에서 성과를 낼 것"이라고 말했다.