[반도체]숨겨진 성장은 부품에 있다.

2020.11.03 삼성증권

- 반도체 시장 내 어려워지는 기술전환과 소부장 국산화 스토리가 부품주에 수혜로 돌아갈 것이라는 판단
- 반도체 부품 시장은 숨겨진 국산화 수혜 시장 . 특히 글로컬라이제이션 스토리가 비포마켓 , 식각공정 부품에서 수혜로 귀결될 것 . 실리콘에서 하나머티리얼즈 , SiC 부품에서 티씨케이 주목
-국내 소부장 업체의 글로벌 소부장 업체로서 성장 선순환 고리가 완성되었다고 판단 . 전반적인 국내 소부장 업체 밸류에이션 Re rating 이 본격 나타날 것

 

비포마켓 식각공정 부품의 수혜가 강할 것 : 부품 중에서도 비포마켓 , 그리고 식각공정용 부품이 큰 수혜를 입게 될 것이라고 판단한다 . 비포마켓은 특성상 부품업체가 장비사로 납품하는 구조로 , 해외 장비사들이 주요 고객이다 . 따라서 핵심공정에서는 부품 국산화율이 낮은 상황 이다 . 특히나 식각공정은 장비 국산화율이 가장 낮은 공정 중 하나로 , 글로벌 1 위 업체 램리서치의 테크놀로지센터 (R&D 센터 의 국내로의 이동이 본격화된다는 점을 감안하면 부품업체들에게 가장 큰 기회이자 수혜로 나타날 것이다 . 비포마켓 식각공정 부품 중에서도가장 큰 성장은 하부 포커스링에서 나타날 것이다 . 수명이 짧아 교체주기가 빠르게 도래하고 , 국내에 이미 글로벌 레퍼런스를 갖춘 업체가 포진해있기 때문이다 . 실리콘 부품에서는 하나머티리얼즈 , SiC 부품에 서는 티씨케이를 부품 시장 내 관심종목으로 제시한다

 

반도체 부품시장에 주목하라

- 반도체 시장에 나타난 2 가지 변화

변화① 소부장 소재·부품·장비 ) 국산화

변화② 반도체 업체들의 어려워지는 기술전환

어려워지는 기술전환 스토리 속 에서 부품의 중요도 가 부각 되 기 시작할 것이며 특히 공정 강도와 중요성이 큰 식각 공정에서 그 중요도는 가장 커질 것이라는 판단이다

소부장 국산화 스토리
국산화 배경 : 소부장 국산화의 방향성은 확실하다

비포마켓 식각공정 부품시장에 집중
-부품시장은 높은 성장성을 갖춘 시장

반도체 부품의 특징
반도체 부품을 이해하기 위해서는 먼저 장비의 특성을 알아야 한다 . 반도체 업체들의 설비투자 대부분
은 공정용 장비에 투입되며 , 이러한 고가의 공정장비들 은 오랜기간 사용하도록 지속 유지보수 및 관리
가 필요하다 . 특히 증착장비와 식각장비 내 건식 장비들은 공정 자체가 고온 , 고압인 경우가 많아 챔버
내부를 구성하는 부품들의 마모가 점점 빨라지고 있는 추세 이 다

일반적으로 챔버 내부에 쓰이는 부품은 높은 내열성 , 내마모성 , 고강도의 특성을 지니고 있다 . 대표적으
로 부품에 쓰이는 소재들은 Al 2O 3( 알루미나 ), 실리콘 ), 실리콘 카바이드 ), 쿼츠 ) 등이 존재 한다 대표적으로 쓰이는 반도체용 세라믹 부품 종류를 살펴보면 표 5 와 같다

 

반도체 부품 , 특히 챔버에 쓰이는 부품들의 특징은 크게 3 가지로 나타난다
특징① 공정시장 성장과 연동

특징 ② 반도체 웨이퍼 투입과 연동 : 웨이퍼 투입은 구조적으로 증가

특징③ 지속 교체해 주어야 하는 소모품 교체주기와 연동

3번째 특징인 지속 교체가 필요한 점은 어려워지는 기술전환 이야기와 맞닿아 있다 . 반도체 업체의 상황
을 보면 기술전환의 어려움을 극복하기 위해 점점 더 강도 높은 공정을 요구하고 있고 , 이 에 따라 공정
시 고출력 플라즈마 활용 등 점점 공정의 강도와 난이도가 상승하고 있는 모습이다 . 이러한 공정 강도의
상승은 부품의 마모속도를 더 빨라지게 한다 . 즉 , 부품의 교체주기가 점점 더 빠르게 도래하고 있다는 의
미이다 . 사실 이러한 교체주기 는 부품마다 큰 차이가 존재하며 공정 강도가 강해지는 부분에서 속 도는
더 가속화된다 . 결론적으로 , 전반적인 부품 시장 내 이러한 마모가 빨라지는 추세가 나타나고 있다 이는
과거보다 반도체 업체들이 연간 필요로 하는 부품수량의 증가로 이어지며 부품시장 성장을 이끌 것이다

 

식각공정 부품시장 을 주목하라
식각공정을 주목해야 하는 이유 : 성장 성 과 국산화 스토리를 모두 갖춘 시장
이유① : 공정 자체의 성장성과 높아지는 공정 강도

식각 공정 수의 증가는 반도체 미세화와 고단화와 궤 도 를 같이 한다 . 디램과 로직 미세화에서 는 DPT, QPT 등의 스토리 , 낸드에서는 고단화와 멀티 스태킹이 공정 수 증가를 수반한다 . 또한 반도체 회로를 더 미세하게 만들기 위한 과정 , 또 더 높아진 층을 뚫기 위해서 더 까다롭고 강도 높은 출력이 식각 공정에 요구 되고 있다 이에 따라 부품의 마모 또한 빠르게 나타나서 식각공정용 부품은 부품 중 가장 빠르게 교체주기가 앞당겨지고 있다 . 물론 반도체 시장내 EUV 의 Critical layer 도입이 시작되며 QPT, DPT 등이 점차 사라지며 이에 따 라 전반적인 핵심 3 대공정 노광 , 식각 , 증착 ) 스텝 증가분이 줄 어들고 있다 . 다만 이는 디램과 로직에 국한된 이야기이며 , 3D NAND 에는 해당되지 않는다 . 3D NAND 에서는 단수확대와 멀티 스태킹까지 이어지며 식각 스텝 수 증가가 지속적으로 이뤄지고 있다 . 또한
DRAM 과 로직에서도 EUV 는 여전히 일부 Critical layer 에서만 사용되는 점과 향후 추가로 회로가 미세
화되면 EUV 에서도 DPT, QPT 이야기가 재현될 수 있다는 점을 고려하면 유의미한 리스크라고 판단되지
않는다.

이유②: 낮은 국산화율과 대체의 어려움, 그리고 가시화되는 글로컬라이제이션

식각공정의 경우는 국산화율이 낮은 가운데 3개의 해외 업체가 과점하고 있으며 국내에도 세메
스라는 플레이어가 존재하는 경쟁이 치열한 환경이다. 따라서 국내 반도체 고객사향 적극 대응을 위한
경쟁이 나타날 것이고 이러한 환경은 글로컬라이제이션이 구현되기에 알맞다고 생각한다.

 

또한 추가적으로 최근에 글로벌 식각 장비 1위 업체인 램리서치가 국내 용인 클러스터로 테크놀로지센
터(R&D센터)를 이전하려는 움직임이 나타나고 있다. 램리서치의 경우 대부분의 식각장비 부품을 자신
의 자회사인 실펙스라는 곳을 통해서 조달받는 구조기 때문에 이러한 변화는 의미가 크다. 램리서치의
R&D 센터 이전에 따른 글로컬라이제이션이 본격화된다면, 그동안 자회사를 통해 조달해온 부품을 국
내 고객사향 대응을 할 때에는 국내 부품 서플라이체인과 협업할 가능성이 크다고 생각한다.
결론적으로 공정 장비 시장성이 높으며, 국산화율이 낮은 환경, 추가로 글로벌 1위 업체의 국내 R&D센
터 이전 가능성으로 반도체 부품 중에서도 식각 공정 장비에 쓰이는 부품을 주목해야 한다는 판단이다.

식각공정 장비 부품 종류
부품소재 종류는 쓰이는 소재에 따라 실리콘 , 알루미나 , SiC(실리콘 카바이드), 쿼츠 등 크게 4 가지가 주
로 쓰인다 . 또한 식각 챔버에 주로 들어가는 부품들을 간단히 살펴보면 , 크게 일렉트로드 (샤워헤드), 상
부 및 하부에 쓰이는 링 , ESC 정전척 등으로 살펴볼 수 있다

실리콘의 경우 주로 일렉트로드 , 상부와 하부 포커스 링 등에 많이 쓰이고 있으며 SiC 는 주로 하부 포
커스링 , 알루미나의 경우는 바깥쪽 링이나 핀과 파이프 등에 쓰이는 경향이 있다 . 쿼츠의 용도는 다양
하나 , 주로 쓰이는 부분은 링 및 튜브류 등으로 파악된다 . 알루 미나의 경우 직접적으로 웨이퍼에 영향
을 주는 부품보다는 부수적인 기능을 위한 용도에 주로 쓰인다

 

마모가 가장 빠른 하부 포커스링에 주목

우리는 식각장비 부품 중 마모가 가장 빠른 하부 포커스링에 주목해야 한다고 판단하다 . 하부 포커스링
은 식각 챔버 하부 웨이퍼 바로 옆에 존재한다 . 역할은 크게 3 가지로 구분된다 . 1)Plasma 가 정확한 위
치로 균일하게 모여지도록 하는 역할 , 부품가격이 비싼 ESC 제품 마모 전 버퍼 역할 , 웨이퍼를 고정
시켜주는 역할을 수행한다 . 3 가지 역할은 모두 식각능력을 향상시켜 공정 수율을 올려주는데 기여한다
부품의 위치와 특징을 살펴보면 , 하부 포커스링은 웨이퍼를 감싸고 있어 플라즈마의 충격을 가장 크게
받는 부품 이다 이에 따라 마모가 가장 빠르게 되어 교체주기 또한 가장 짧 으며 마모되는 속도 (교체주
기가 짧아지는 속도 ) 또한 가장 빠르게 증가하고 있는 특징을 지닌다
부품의 교체주기가 가장 빠르게 도래한다는 점에서 식각 공정 장비 부품 업체 중 하부 포커스링 파츠
업체들에 주목해야 한다는 판단이다 . 현재 하부 포커스링에는 실리콘이 가장 많이 쓰이고 있으며 , SiC
또한 20% 수준 침투하여 쓰이고 있다고 추정된다 실리콘 링과 SiC 링을 비교해보면 크게 가격과 교체주
기 수준에서 차이를 보인다 . 가격은 SiC 링이 Si 링 대비 2.5 배수준 비싸며 , 수명은 SiC 링이 Si 링 대비 1.5
배 수준 길다

 

 

결론적으로 식각장비 부품 중 가장 성장성이 큰 실리콘과 SiC 파츠에 주목해야 한다는 판단이다. 타 부
품 대비 지속적으로 빨라지는 교체주기는 실리콘과 SiC 부품의 고성장을 뒷받침해줄 것이다. 실리콘 링
과 SiC링이 일부 대체관계는 존재하나, 그것보다는 두 부품이 함께 성장하는데 더 의의가 있다고 생각
한다. 특히나 두 부품의 주 용도가 일부 차이가 난다는 점을 파악할 필요가 있다. 실리콘 링의 경우는
Dielectric etch(유전체 식각), SiC링의 경우는 Conductor etch (전도체 식각)에 주로 쓰이는 것으로 파악
된다. 유전체 식각, 즉 옥사이드 산화막 식각이 조금 더 파티클 이슈 등에 민감하기 때문에 여전히 웨
이퍼(실리콘)와 동일한 성분으로 만들어진 부품인 실리콘 링 의존도가 높다고 추정된다. 따라서 우리는
SiC링의 하부 포커스링 침투율 증가 이야기도 중요하나, 두가지 링이 단순 대체관계가 아닌 함께 성장
한다는 측면에 더 초점을 맞춰야 한다고 생각하여 실리콘과 SiC 부품 모두 주목해야 한다고 판단한다.

 

비포마켓 부품시장을 주목하라
비포마켓 식각 공정 부품시장 이 글로컬라이제이션의 주역
부품시장의 종류 : 비포마켓과 애프터 마켓

비포마켓과 애프터마켓의 특징을 간단히 비교해보면 , 비포마켓은 OEM 정품 시장으로 특허이슈 및
Warranty 기간 주로 1 2 년 이 존재한다 . 반도체 고객 사 입장에서는 워런티 기간동안은 비포마켓 부품을
사용해야 장비업체를 통해 리페어나 메인터넌스 를 받기 수월하다 . 애프터마켓은 보통은 워런티 기간이
끝난 뒤 , 일부 반도체 고객사에서 좀 더 저렴한 구입가격과 커스터마이징 이 가능한 점을 이유로 수요가
발생한다 반도체 시장 내 점점 기술전환이 어려워진다는 점을 고려해보면 , 반도체 업체들이 부품에서
도 좀 더 품질을 중시하게 될 것이라고 생각한다 . 따라서 이러한 기술전환에 따른 구조적인 수 혜는 정
품시장인 비포마켓에 집중될 가능성이 크다
인증과정과 납품구조 또한 차이가 난다 . 비포마켓은 장비사와 반도체 고객사의 까다로운 인증과정을 거
쳐 납품이 시작되며 , 납품 또한 장비사향으로 납품하는 구조이다 . 반면에 애프터마켓은 장비사 인증 없
이 반도체 고객사의 인증만으로 납품이 가능하며 , 반도체 업체로 직납하는 구조이다 . 이러한 납품구조
를 감안해보면 , 국산화율 또한 큰 차이가 날 수 밖에 없다는 것을 알 수 있다

 

비포마켓 실리콘 부품 최강자 , 하나머티리얼즈에 주목
실리콘 부품에서는 국내 최대 비포마켓 실리콘 부품 업체인 하나머티리얼즈를 주목해야 한다는 판단이
다 하나머티리얼즈는 실리콘 부품 중 일렉트로드 , 상부 아우터링 , 하부 포커스링 등을 주요제품으로 생
산하고 있 다 . 이미 일본 식각장비업체 도쿄일렉트론이 2012 년 국내 R&D 센터로 이동하며 도쿄일렉트
론 이 국내 고객사향으로 장비를 납품 시 , 실리콘 부품은 모두 하나머티리얼즈 가 담당하고 있다 . 현재
국내 에서 유일 하게 해외 글로벌 식각장비 3 사 모두 납품 중이다 . 생산능력과 부지 또한 이미 충분히 마
련해 둔 상황이다 . 따라서 추후 해외 글로벌 식각 장비사들이 국내로 R&D 센터나 생산기지를 이동하여
국내 부품업체와 협력하게 된다 면 , 비포마켓 실리콘 부품 내 가장 큰 수혜를 볼 수 있는 업체 는 동사 라
고 판단한다

 

비포마켓 SiC 부품 최강자 , 티씨케이에 주목
티씨케이는 SiC 링 시장에서 압도적인 기술우위를 바탕으로 글로벌 탑 지위를 지속 유지해 나갈 것이라
는 판단이다 . 고성장 비포마켓 SiC 링 시장의 최강자로 , 글로벌 점유율은 이미 85% 수준에 육박한다고
추정된다 . SiC 링은 현재 초과수요 상황으로 판단되며 , 따라서 캐파확보가 가장 큰 화두이다 . 티씨케이의
기술력은 타의 추종을 불허한다 . 미국 2 사가 경쟁사로 진입하였지만 이러한 글로컬라이제이션 스토리
와 기술수준을 고려하면 티씨케이의 점유율을 유의미하게 빼앗지 못할 것이다
SiC 링 시장의 기술 대세는 CVD SiC 인데 , 이 부분에 있어서 가장 중요한 부분은 CVD SiC 로 관련 특허와
수율이다 . 티씨케이는 세계 에서 유일하게 초대형 CVD SiC 로를 개발하였으며 , 압도적인 수율을 자랑하
고 있다 현재 생산능력은 연 2,000 억 초중반 수준 가능한 구조로 , 안정적이고 꾸준한 현금흐름을 바탕
으로 지속 적으로 생산능력을 추가해 나가는 모습은 긍정적이다 . 압도적인 점유율과 수익성을 바탕으로
얻게 된 안 정적인 캐 쉬플로우와 재무구조는 지속 티씨케이의 생산능력과 현금흐름 확대의 선순환으로
이어질 것이다

 

공장장비 부품 시장 내 새롭게 등장한 리스크
2019 년 램리서치에서 자가 식각 장비를 쓰는 고객사들이 생산성을 높일 수 있도록 자가 유지보수 솔루
션을 개발 및 적용해 1 년간 생산중단 없이 가동했다고 밝힌 바 있다 . 램리서치는 장비 인텔리전스 솔
루션 중 하나인 자가 유지보수 솔루션을 통해 자가 인식 , 자가 유지보수 및 적응식 장비와 공정의 핵
심요소를 통합 구현하였다 고 밝혔다
이 솔루션이 부착된 장비는 기존과 같이 현장 엔지니어가 챔버를 여는 번거로움 없이 , 자동으로 부품
교체 시점을 스스로 판단하여 부품 엣처링 을 교체한다 . 특히 챔버 정지 시간 및 정상화까지 소요되는
시간이 줄어들어 생산성이 향상된다
다만 여전히 이러한 솔루션은 일부에서만 적용되고 있으며 상용화 되기에는 오랜시간이 소요될 것으 로
추정된다 또한 공정강도가 높은 식각공정보다는 공정강도가 낮은 식각공정 위주 장비로 사용되고 있다
는 판단으로 , 관련해서 부품주들에게 리스크는 제한적이다 . 자동으로 부품교체가 되더라도 , 여전히 가
동 정지시간은 발생할 것이고 관련해서 로스타임 최소화의 니즈는 반도체 고객사 내 지속적으로 존재
할 것이다 . 특히나 파티클 이슈 등은 지속 중요한 사항으로 판단되기에 실리콘링 , SiC 링의 수요에는 큰
영향을 못 미칠 것이라 생각한다

 

I_Semiconductors＆_20201103_Samsung_반도체부품.pdf

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