8배공장증설의 숨은 비결(16나노이하로 갈수록 포커스링 역할 절대적)

초미세공정의 강자로 부상하는 비씨앤씨

바람에 소부장도 물밑 경쟁…

티씨케이vs.비씨엔씨 링대결

[조은아의 테크&스톡] 식각공정 핵심 부품 포커스링 국산화…초미세공정 치열해질수록 몸값 올라

머니투데이방송조은아기자입력2022-02-28 09:39:01

최근 반도체 업계의 화두는 '초미세공정'입니다. 이번에 삼성전자가 선보인 갤럭시S22 시리즈는 업계 최초로 4nm(나노미터·10억분의 1m) 공정이 적용된 애플리케이션 프로세서(AP)가 적용돼 화제가 되기도 했죠.

나노미터는 머리카락 굵기를 10만분의 1로 쪼개놓은 수준으로 아주 미세한 단위인데요. 반도체를 만들 때 회로 선폭이 이렇게 얇아진다면 보다 작은 면적에 더 많은 회로를 그릴 수 있겠죠. 이렇게 되면 한 장의 웨이퍼로 더 많은 반도체를 생산할 수 있게 되니 생산성이 높아지게 되고요. 결국 누가 더 초미세공정을 구현하는지가 중요한데요.

삼성전자는 4나노 공정에 이어 올해 6월부터는 3나노 파운드리 신공정을 본격화할 계획입니다. 파운드리 업계 1위인 TSMC는 올해 하반기 3나노 공정 양산에 들어갈 예정이죠. 7나노 이하 공정은 현재 삼성전자와 TSMC만 경쟁을 하는 분야인데요.

이들의 치열한 반도체 초미세공정 경쟁에 전방 산업에 해당하는 소재·부품·장비 업체들도 분주하게 움직이고 있습니다. 오늘 테크&스톡에선 초미세공정 관련 다양한 소재·부품·장비 중에서도 식각공정 관련 소재·부품인 '포커스링'에 대해 이야기하려고 합니다.

■ 식각공정 핵심 부품 포커스링 국산화…티씨케이·비씨엔씨 눈길

먼저 식각공정은 반도체 생산의 기본 재료라고 할 수 있는 '웨이퍼'에서 필요한 회로 패턴을 제외한 나머지 부분을 제거하는 공정입니다. 영어로는 에칭(Etching)이라고도 하는데요.

포커스링은 반도체 식각공정을 수율을 결정하는 중요한 부품입니다. 에칭 장비에서 웨이퍼가 움직이지 않도록 잡아주고 플라즈마(기체가 초고온에서 전자와 양전하를 가진 이온으로 분리된 상태)를 모아주는 역할을 합니다. 지속적으로 교체를 해야하기 때문에 수명이 중요한데요.

이를 만드는 주요 소재로는 쿼츠, 실리콘 카바이드(SiC) 등이 있습니다. 쿼츠는 주로 D램과 시스템반도체를 식각하는 데 쓰이고, 실리콘 카바이드는 낸드플래시에 활용됩니다.

관련 국내 업체로는 티씨케이, 하나머티리얼즈, 비씨엔씨 등이 있는데요. 특히 티씨케이는 SiC링을 최초로 양산하면서 관련 시장을 거의 독과점해왔습니다. 티씨케이의 SiC링은 기존 기존 실리콘(Si) 소재 링보다 수명이 1.5배 길다는 강점이 있는데요.

반도체 업계에서 수명은 중요한 이슈입니다. 부품 하나를 교체하기 위해 몇 조원 규모의 생산라인을 멈춰야 한다면 손해가 클 수밖에 없으니 가격이 조금 더 비싸더라도 수명이 긴 부품으로 대체하길 원하죠. 티씨케이는 수명이 긴 SiC를 내세워 기존의 Si링을 대체해나갔고, 현재 전세계 SiC링 시장점유율을 80% 이상 차지할 정도로 자리잡은 상황입니다.

티씨케이의 지난해 개별기준 매출액은 2,708억원, 영업이익은 1,034억원(영업이익률 38%)으로 2020년 대비 각각 18.7%, 28.8% 증가할 정도로 탄탄한 성장세를 보였습니다. 올해 1분기도 사상 최대 실적을 올릴 전망입니다.

박유악 키움증권 애널리스트는 "삼성전자 평택2기 공장의 가동률 상승과 평택3기 공장의 초기 가동, SK하이닉스 M16 공장의 가동률 상승 효과 등으로 인해 SiC링 부문 부문의 실적이 사상 최대치를 기록할 것"으로 내다봤습니다.

이어 박 애널리스트는 "상반기 내 SK하이닉스 M15와 키옥시아 Y7 공장에 낸드플래시 신규 장비 증설이 단행될 전망으로 1분기 시작으로 티씨케이의 분기 실적 성장 모멘텀이 재개될 것"으로 봤습니다.

다음달 3일 상장예정인 비씨엔씨는 해외에 전량 수입했던 천연 쿼츠를 국산화한 합성쿼츠 'QD9'을 선보여 주목받고 있습니다.

천연쿼츠는 공정상 미세한 기공과 불순물이 함유될 수밖에 없다는 약점이 있는데요. 30나노 수준의 반도체 생산라인에선 별 문제가 되지 않지만 16나노 이하의 초미세공정으로 갈수록 수율을 떨어뜨립니다. 비씨엔씨는 이러한 문제점을 개선해 불순물과 미세한 기공을 없앴고 수율을 높인 것이죠.