1. (중간층 삽입) 전해질/양극, 전해질/음극 사이의 접착력을 개선하거나 빈 공간을 채워주는 버퍼 역할의 재료를 코팅

- 코팅은 기상 증착(CVD, PVD, ALD 등), 파우더 형태의 중간층 재료를 넣어 열처리, 중간층을 녹여 액체 상태로 dip coating, 표면에 붓는(pour) 방식을 사용

2. (전극재료 표면 코팅) 전극 재료 표면에 일부 혹은 전체 코팅을 통해 리튬 이온이온전도 특성을 개선하는 방식

- 전극(양극, 음극) 최적의 전기화학 특성을 내는 리튬이 포함된 재료(LiMO, LiM 조성 등, M: metal, O: Oxide)나 계면 저항을 최소화해줄 수 있는 재료 코팅

3. (고체 전해질 + 전극 재료 복합체) 리튬이온이 액체 전해질을 사용했을 때와 같이 3차원 방향으로 이온전도 될 수 있는 것이 특징이며 후 열처리 등을 통해 기공 및 전극/전해질 빈틈을 최소화하는 연구도 보고됨

가) 전극(음극, 양극) 재료와 고체 전해질을 혼합(그림 8 i)하는 구조는 일반적인 전극 구조에 비해 전지 성능을 개선할 수 있지만 고체 전해질 함유량이 높아질수록 아래와 같은 특성을 보임

- ① 단위 부피당 혼합된 전해질의 양만큼 전극 물질의 양이 줄어들어 전체 전지 용량 감소

- ② 전해질은 부도체이기 때문에 집전체(Current collector)에서 전자의 공급에 제한

- ③ 이온 확산저항 현상으로 전지 특성 저하 현상이 일어날 수 있음

나) 이를 해결하기 위해, 전극 재료를 첫 번째 층, 고체 전해질 + 전극 재료를 두 번째 층으로 쌓아 이온 확산저항을 최소화하고 전극 물질 함유량을 적정수준으로 유지할 수 있는 구조가 주목받고 있음

뒤따르는 OSAT와 FC-BGA 업체들의 증설 

국내 후공정 업체들의 고객사는 대부분 주요 OSAT 업체와 패키지기판 업체들이다. OSAT업체 외에도 패키지기판 증설도 주목해야 하는 이유다. 패키지기판 공정에서 한미반도체의 싱귤레이션 장비, 이오테크닉스의 PCB Driller, 인텍플러스의 Flip-chip 외관검사장비 등 후공정 장비가 사용되기 때문이다. 2023년 완공 예정인 후공정 팹으로는 ASE(대만), 인텔(뉴멕시코), Amkor(베트남), TFME(말레이시아)가 있다. FC-BGA 업체 중에서는 난야PCB(대만), 삼성전기(베트남), Ibiden(일본), Kyosera(일본), Zhen Ding(중국)이 있다. OSAT 업체와 패키지기판 업체들의 증설에 따라 후공정 장비 업체들의 매출 증가는 2023년 하반기부터 극대화 될 것으로 예상한다.

TSMC는 2022년 설비투자 가이던스를 400~440억 달러에서 360억 달러로 10% 하향 조정했지만 미국, 일본, 대만에 증설은 계획대로 진행 할 예정이다. TSMC는 2024년 완공 목표로 짓고 있는 애리조나주 피닉스 공장 부근에 2026년 완공을 목표로 공장을 추가 건설할 계획이다. 일본 공장은 2024년 완공을 목표로 구마모토에 170억 달러를 투자할 계획이다. TSMC는 2024년까지 1,000억 달러 규모의 설비투자를 집행하겠다고 발표한 바 있다. 2022년 설비투자를 10% 하향조정했지만 중장기적으로 설비투자는 지속될 것으로 예상한다. TSMC는 설비투자의 70~80%를 첨단 공정 기술에 투자하고 있다

TSMC의 증설로 수혜가 기대되는 업종은 OSAT(후공정 서비스 업체)이다. TSMC와 글로벌 OSAT 매출 증가율 추이를 보면 동행하는 흐름을 보이고 있다. 비메모리 반도체는 다품종 소량생산의 특징이 있다. 칩의 종류마다 다른 후공정을 거쳐야 하고 칩의 테스트 또한 다른 방식으로 진행되어야 한다. TSMC도 후공정 사업을 직접 영위하고 있지만 모든 칩의 후공정을 담당할 수 없어 일부 제품의 후공정은 OSAT 업체에 맡기고 있다. OSAT 업체 중에서 TSMC와 협력하는 업체는 대만의 ASE와 미국의 Amkor가 있다. 글로벌 OSAT 업체와 거래하는 국내 업체로는 한미반도체, 이오테크닉스, 인텍플러스가 있다.