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세미콘타이완 2017(SEMICON Taiwan 2017)을 가다
대만은 세계 최고의 파운드리 시장이라는 타이틀을 수년간 이어온 반도체 생산 강국이다. 세계 최고의 파운드리 업체인 TSMC 본사가 있으며, 인텔, 마이크론 등이 대만에 공장을 가지고 반도체를 생산하고 있다. 또한 폭스콘, 기가바이트, ASUS 등 IT 생산 기업들도 대만에 공장을 보유하고 다양한 전자제품을 생산하고 있다. 이에 관련 반도체 제조 장비 업체들과 소재 업체들은 항상 대만을 주목하고 있으며, 대만 시장에 적합한 상품 개발을 위해 적극 나서고 있는 중이다. 이런 가운데 지난 9월13일부터 15일까지 3일간 대만 타이베이 난강 전시장에서 ‘세미콘 타이완 2017’이 개최됐다. 올해로 22주년을 맞는 이번 행사는 최근의 반도체 미세화와 함께 5G 표준화 등 다양한 이슈가 맞물리며, 최신 반도체 장비 및 소재 동향을 파악할 절호의 기회로 관심이 모아졌다. 이런 가운데 신소재경제에서도 이번 전시회에 참관단을 파견해 관련 동향을 파악했다. 이에 본지는 ‘세미콘타이완 2017’을 돌아보는 자리를 마련했다.

대만, 반도체 장비·소재 글로벌 탑 과시



신소재경제 참관단이 전시장에서 기념촬영을 하고 있다.
반도체 파운드리 산업의 세계 최고 강국인 대만에서 최신 반도체 장비 및 소재 기술의 현재와 미래를 조망해보는 자리가 마련돼 전 세계의 관련 업종 관계자들의 이목이 집중됐다.

세미콘타이완 2017(SEMICON Taiwan 2017 International Semiconductor Exhibition)이 지난 9월13일부터 15일까지 대만 타이베이 난강 전시장에서 개최됐다.

이번 전시회는 대만 반도체 업계 최고의 연례행사로 700개의 세계 최고의 반도체 기술 제조업체들이 참여해 1,800개의 부스를 마련했다. 또한 3일간 약 4만5,000여명에 달하는 참관객이 방문해 대만 반도체 업계에 대한 뜨거운 관심을 보였다.

전시회에서는 신흥 및 인접 마이크로 전자 시장, 고휘도 LED, MEMS, 3D IC 및 플라스틱 전자 제품, 글로벌 마이크로 전자 제품 공급망 등이 전시됐으며, IC 설계, 제조, 장비 및 기타 재료를 연결하고 반도체 업계의 최신 시장 동향 및 기술 정보가 공개됐다.

더불어 글로벌 비즈니스 네트워크 플랫폼 구축을 위한 다양한 네트워킹 행사가 마련되기도 했다.

특히 대만은 세계 최대의 반도체 장비 및 재료 시장으로 반도체 웨이퍼 팹 장비의 성장이 2017년까지 계속 지속돼 왔으며, 6년 연속 세계 최대의 반도체 장비 및 재료 시장으로 자리 매김하고 있다.

세미 타이완에 따르면 대만의 반도체 장비 및 재료 시장은 2016년 말 13%의 성장률을 유지해 360억달러에 달하고 2017년에는 현재까지 410억달러로 증가했다.

또한 세계 IC 파운드리의 선도적인 지분을 보유하고 있으며 설치 용량의 20% 이상을 차지하고 있다.

2017년 대형 반도체 장비 투자로 대만 반도체 산업은 호황을 누리고 있으며 2017년에 123 억달러를 소비 할 것으로 예상돼 2번째로 큰 팹 장비 지출 지역으로 손꼽히고 있다.

이와 함께 2016년 4월에 발표된 MMDS(Material Market Data Subscription) 보고서에 따르면 대만은 대형 파운드리 및 고급 패키징 및 테스트 산업을 보유하고 있으며 반도체 재료의 총 소비량은 2016년에 98억달러에서 달해 세계에서 가장 높은 것으로 나타나고 있다.

특히 대만은 세계 최대의 웨이퍼 생산 기지 일뿐만 아니라 세계 최대의 12인치(300mm) 팹을 보유하고 있으며 세계 최고의 IC 패키징 및 테스트는 물론 세계 2위의 IC 디자인 서비스 및 LED 제조 시장의 위치를 차지하고 있다.

이런 가운데 세미콘타이완은 대만에서 가장 많은 구매자와 비즈니스 의사 결정권자에 다가 갈 수 있는 유일한 공간으로 대만의 주요 전자 제품 산업 구매 담당자들의 네트워킹 활동의 주 무대로 자리매김하고 있다.

올해 세미콘 타이완은 △자동 광학 검사 영역 △화학 기계 연삭 영역 △화합물 반도체 영역 △하이테크 공장 설비 영역 등을 주요 주제로 △레이저 영역 △IC 제조 영역 △IoT 영역 △재료 영역 △광전 반도체 영역 △정밀 기계 영역 △중고 장비 영역 △지능형 제조 및 자동화 영역 △반도체 장비 구성 요소 지역화 영역 등 테마전시관이 마련됐다.

또한 △독일 △네덜란드 △한국 지역 △일본 규슈 △일본 오키나와 △필리핀 및 싱가포르 등에서 8개의 국가/지역 전시관을 마련했다.

이와 함께 ITC(International Test Conference)가 동시 개최됐다.

ITC는 전문 테스트 기술 전시회로, 글로벌 IC 설계 및 테스트 전문가를 모아 최신 테스트 기술 동향을 탐구하고 분석한다. IoT 및 자동차 전자 제품과 같은 신생 애플리케이션의 급속한 성장과 제조 공정, 3D 스태킹 및 SiP의 급속한 발전으로 인해 테스트 기술에 대한 도전에 초점을 맞춰 관련 하드웨어 및 소프트웨어의 프로세스 및 디자인 개선과 관련된 많은 전시가 진행됐다.


세미콘타이완 2017, 700社·1,800부스·4만5천명 참관

세계 최고 파운드리 시장 명성, 장비·재료社 대거참가



■ 반도체 제조 장비社 대거 참가

세계 최대의 반도체 장비 시장이라는 명성에 걸맞게 반도체 장비 업체들의 출품이 두드러졌다.

원익IPS는 CVD 시스템, ALD 시스템 등 반도체 전 공정용 장비들을 소개하며, 대만 기업들을 대상으로 비즈니스 활동을 전개했다.

원익IPS의 제미니 PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 시스템은 장치가 축소됨에 따라 웨이퍼 균일도에 영향을 줄 수 있는 균일성이 중요하기 때문에 장치 제조가 열악해지는 가운데서도 매우 우수한 균일성과 뛰어난 생산성으로 처리량이 매우 높아 비용 절감에 탁월하다.

또한 GEMINI a-Si 막은 20nm 이상의 고급 DRAM 및 로직 디바이스를 위한 DPT/QPT 하드 마스크 패터닝 솔루션에 널리 사용된다.

한미반도체는 3년여 연구개발 과정을 거쳐 생산성을 향상시킨 3세대 ‘플립칩 본더 3.0(Flip Chip Bonder-3.0)’ 장비를 선보였다.

반도체 후공정 기술인 플립칩은 회로가 그려진 웨이퍼를 잘라 인쇄회로기판(PCB)에 장착하는 패키지 기술 중 하나로 웨이퍼를 뒤집은 뒤 깨알만한 크기의 솔더볼을 이용해 PCB와 연결한다. 이에 장비 성능이 얼마나 오류 없이 빠르게 볼을 형성시키고 장착하는가에 달렸다.

업체 관계자에 따르면 이 장비는 이전 모델과 비교해 생산성과 정밀도를 대폭 개선했으며 더 얇고 작은 다이(Thin&Smail Die) 핸들링 성능도 강화됐다. 또한 사용자 편의를 위한 자가 진단 시스템과 비전 검사 기능 향상 등 총 8가지 항목에서 성능이 크게 향상 됐으며, 고사양 반도체 패키지를 많이 생산하는 대만 업체들로부터 긍정적인 반응이 있었던 것으로 전해지고 있다.

■ 반도체 검사장비 중요성 향상

반도체 분야에서는 제품의 열화 및 내구성·신뢰성 평가뿐만 아니라 각 과정에서 발생하는 다양한 과제에 대한 분석·평가도 중요해지고 있다.

반도체 산업 생산 라인에서는 온라인 검사, 임계 치수 측정 및 인라인 검사와 같은 다양한 종류의 검사가 필요하다. 하나의 완전한 반도체 개발을 위해서는 대규모의 프로세스가 필요한데 이 중 한 단계에서 오류가 발생하면 후속 단계로의 생산이 진행되지 못한다. 따라서 이러한 검사 시스템은 반도체의 생산 수율을 유지하는 데 필수적이다.

또한 최근 고성능 및 저가 반도체에 대한 수요가 증가함에 따라 검사 시스템의 사용이 증가할 것으로 보인다.

특히 반도체 검사 장비 시장에서는 파운드리가 가장 큰 점유율을 차지하기 때문에 대만 시장에서의 홍보는 필수적이다.

대표적인 기업으로 일본의 도레이(TORAY)가 부스를 마련했다.

도레이는 △LSI·IC 메모리 △전원 장치 이산 장치 △SIC·GaN 등 화합물 반도체 옵토 디바이스 △유기 트랜지스터 △리소그래피 △MEMS 센서 TSV △구현 패키징 △클린 에어 △이온 주입 등에 사용되는 장비들을 선 보였다.

특히 SIC·GaN 등 화합물 반도체 옵토 디바이스 검사장비는 향후 5G 시대 개막과 함께 수요가 크게 증가할 것으로 기대되고 있다.

NI(내쇼날인스트루먼트)도 STS(반도체 테스트 시스템)을 선보였다.

NI의 STS는 RF 및 혼합 신호 반도체 생산 테스트를 위해 개방형, 플랫폼 기반 방식으로 모듈형 계측기와 시스템 설계 소프트웨어를 통합한 장비로 기존의 대형 ATE에 비해 확실히 효율성을 높여준다.

■ 5G 시대 대비 반도체 화합물 업체들 주목

2018년 5G 표준 비준이 가까워짐에 따라 반도체 회사, 네트워크 통신 장비 제조업체 및 기타 관련 업체들이 5G 구현 및 자사 기술의 표준안 비준을 위해 사력을 다하고 있는 상황이다.

특히 5G는 빅데이터를 처리해야 하기 때문에 4G보다 수준 높은 통신서비스가 필요하며 대규모 사물이 네트워크로 연결된 상태에서 각 사물의 환경정보를 수집하는 사물인터넷(IoT)의 핵심 인프라다.

현재 4세대 이동통신 통신소자용 반도체는 Si(실리콘) 웨이퍼를 기반으로 한 LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) 소자가 사용되고 있는데 반절연 SiC Wafer에 비해 열전도도와 전력밀도 등이 떨어진다.

5세대로 이동통신에서는 기존 2GHz 이하의 주파수를 사용하는 것과 달리 28GHz 대역의 높은 주파수가 사용돼 기존 Si나 GaAs 기반 통신소자 보다 GaN/SiC 기반 통신소자가 쓰일 수밖에 없다.

GaN, SiC 및 GaAs와 같은 고성능 전력 및 화합물 반도체는 5G 관련 최종 제품의 개발 프로세스에서 핵심적인 역할을 할뿐만 아니라 개발이 5G 서비스의 출시를 통해 분명히 이익을 얻으므로 커다란 성장 기회를 기대하고 있다.

현재 시장 규모는 700억∼800억원 규모이나 오는 2022년에는 1,500억원 이상으로 커질 것으로 전망되고 있다.

이에 이번 전시회에도 5G 시대를 위한 반도체 화합물 업체들이 대거 참가했다.

대표적인 업체로 아사히 글라스, GAVISH 사파이어 프로덕츠, HUA HSU OPTOTECH 등이 자사의 기술을 소개했다.


초미세 반도체·LED·MEMS·글로벌 네트워킹 등 전시

반도체 미세화·다층화 추세, 특수가스·케미컬社 기술과시



■ 반도체 초미세화·다층화에 전자용 특수가스업체 대거 참가

최근의 반도체 업계는 2D 낸드가 미세공정화의 한계에 봉착하면서 3D 낸드에 대한 공격적인 투자를 진행하고 있다.

더불어 3D 낸드 가격이 2D 낸드 가격보다 더 저렴해질 것으로 예측되며, 앞으로의 공정도 3D 낸드 위주로 전환되고 있는 추세다.

3D 낸드는 2D 낸드가 평면으로 배열하던 것을 CVD 공정을 통해 ONO 구조를 형성하는 것이다. 원기둥 모양의 트랜지스터를 수직으로 쌓아 올린 후에 쌓은 기둥들을 배열하는 형태다. 원통 모양의 트랜지스터를 수직으로 쌓아 올리기 때문에 증착 공정의 횟수 증가가 불가피하다.

이에 증착 공정의 횟수가 증가할 때마다 사용되는 소재의 양의 그와 비례해 증가하게 된다.

더불어 디스플레이 업계도 LCD에서 OLED로 재편되며, 반도체용 특수가스의 수요 증가에 큰 비중을 차지하고 있다.

OLED는 TFT 소자 기술로 전자 이동도가 높은 LTPS 또는 Metal Oxide를 사용한다. a-Si TFT는 마스크 공정 수가 4∼5회인데 비해 Oxide TFT는 6∼9회, LTPS TFT는 8∼14회로 높아진다.

이는 증착-PR코팅-노광-현상-식각-박리-세정 등으로 이어지는 반복 공정의 횟수가 늘어남을 뜻한다. 이에 증착 과정에서 CVD 공정의 횟수도 같은 비율로 늘어나며, 반도체용 특수가스의 사용량도 증가하게 된다.

이번 전시회에는 관련 특수가스 업체들이 대거 참가했다.

원익머트리얼즈는 N₂O(아산화질소), NH₃(암모니아), GeH₄(사수소화게르마늄), Si₂H6(디실란) 등 특수가스와 함께 실리콘(Si) 기반의 전구체인 ‘HCDS(Si₂Cl6)’, ‘3DMAS’, ‘BDEAS’와 지르코늄 기반의 High-k 유전체 프리커서 ‘Cp-Zr’를 출품했다.

HCDS(Si₂Cl6)은 반도체 칩 생산 공정에 필요한 고순도 전구체로 고품질의 실리콘 산화막이나 질화 실리콘 박막 증착을 추가하면 실란 또는 디클로로실란의 저온 대안 물질로 활용할 수 있다.

이들 전구체 제품은 최근 반도체 미세화공정화의 흐름과 3D 핀펫(FinFET) 등 신기술이 도입되면서 사용량이 급격히 증가하고 있고, 고객사의 수요도 다양화 되고 있다.

최근 신규 시설 투자가 마무리 된 오창 3공장에서 본격적으로 HCDS 및 HCDS 합성기술을 활용한 Si 베이스 전구체를 생산할 것으로 기대되며, 주력인 특수가스 이외에 반도체용 소재 시장에서도 본격적으로 두각을 나타낼 것으로 전망되고 있다.

에어리퀴드는 이번 전시회에서 도핑가스 믹서(Doping Gas Mixer)를 중점 홍보했다.

이 제품은 B₂H6, G₂H₄, PH₃를 Ar, N₂, H₂ 등의 가스와 혼합하는 장치로 서플라이 체인으로의 공급 능력을 확장 시키고, 공정비용을 감소시키며, 팹의 공정을 효율적으로 향상 시켜 준다.

버슘머트리얼즈는 자사의 다양한 특수가스 공정을 소개했다. NF₃, WF6(육불화텅스텐), N₂O(아산화질소), C₄F6(육불화부타디엔), PH₃(포스핀) 등 특수가스와 박막 증착에 사용되는 전구체 물질 TEOS(사에틸 오르토실리케이트), TiCL4(사염화 티탄), LTO-520 등 초박형 유전체 및 금속막 전구체와 관련 배송장비를 출품했다.

버슘머트리얼즈는 반도체산업의 미세화 및 3D로의 구조변경이 가속화되면서 이에 필요한 특수가스 및 첨단 신소재 늘어나는 수요에 적극 대응하기 위해 지난 8월 한국 안산 반월 공장에 ADM(첨단 증착 소재) 기술 연구소를 준공한 바 있다.

버슘머트리얼즈는 고객사의 요구에 적기 대응할 수 있는 능력을 강화하기 위해 전구체, CMP 슬러리 및 세정용 케미컬 부문 등 전 부문에 걸쳐 연구개발 및 생산 시설 확충을 위한 적극적인 투자에 나서고 있다.

린데는 F₂(불소), HCL(염화수소), N₂O(아산화질소), XeF₂(플루오르화크세논) 등 전자산업용 특수가스 제품군을 집중 소개했다.

F₂는 반도체용 세정가스로 NF₃를 대체하는 특수가스로 주목받고 있다. F₂는 온사이트 방식으로 공급되고 있는데 린데의 ‘Generation-F’ 온사이트 불소생산기는 안전하고 신뢰성 있는 불소 생산 및 공급에서 타의 추종을 불허하는 10년 이상의 경험으로 광전지, 디스플레이 및 반도체 분야에서 정확한 사양을 충족한다.

HCL은 에칭공정에서 사용되는 가스로 린데는 5N(99.999%)에 달하는 고순도 HCL을 벌크와, 실린더 형태로 공급하고 있다.

XeF₂는 센서, MEMS 등 제조시 리소그래피 공정에서 사용되고 있다. 최근 반도체공정 미세화 추세에 따라 반도체산업에서도 사용 가능성이 높아지면서 수요확대가 기대되고 있다.

한편 미국 반도체용 특수가스 및 소재 기업인 인테그리스(entegris)는 전시회에서 대만 내 Hsinchu Technology R&D 센터 확장을 발표했다.

또한 타이요닛폰산소도 중국 장수(Jiangsu) 지역에 도판 가스(B₂H6), 에칭가스(CH₃), 믹스가스(SiH₄, Si₂H6)의 생산 공장을 2019년까지 완료하겠다고 발표했다.

■ 중고 반도체 장비 시장 활발

특히 대만은 중소기업이 세계에서 가장 발달한 나라답게 중소기업을 위한 저렴하고, 성능이 우수한 중고 반도체 장비 시장이 활성화돼 있다.

이번 전시회에서도 중고 반도체 장비를 소개하고 현장에서 거래가 이뤄지는 등 관련 비즈니스가 활발히 진행됐다.

■ 신소재 참관단 세미콘타이완 참관 및 징허 가스 방문

이번 세미콘타이완 2017에 신소재경제 참관단 30여명이 참가해 최신 반도체 장비 및 소재, 기술 동향을 살펴봤다.

또한 신소재경재 참관단은 대만 타오위안에 위치한 특수가스 전문기업인 징허(Jing He Science, 京和科技股份有限公司)를 방문해 현지 기업 탐방의 시간을 가졌다.

징허는 산업가스 부분에서 40년 이상의 노하우를 가지고 있으며, 특수가스 부문은 징허 사이언스라는 법인명으로 2003년 8월에 출범했다. 지난해 미화로 2,770만달러의 매출을 거뒀으며, 총 110명의 종업원을 고용하고 있다. 전자용 특수가스 및 케미컬을 전자 업계에 공급하고 있다.

대만 타이베이 지역을 근거지로 하며, 대만 윈린 지역에 공장을 가지고 있다. 중국 상해, 싱가포르 등에 지사를 보유하고 있다.

주요 취급 품목으로 NH₃, N₂O, 고순도 CO₂, 네온, 제논, 헬륨 등 전자 및 혼합가스 수십종을 취급하고 있다.

주요 고객사로는 TSMC 등 대만 대표 전자 기업들이 있으며, 베트남, 태국 등에도 특수가스 및 케미컬을 공급하고 있다.

회사는 현재 한국 기업들과도 협력하고 있으며, 향후 한국 시장 개척도 검토하고 있다.
원익IPS 부스 전경
원익머트리얼즈 부스 전경
원익머트리얼즈의 HCDS
아사히 다이아몬드 실리콘 웨이퍼
한미반도체 부스 전경
버슘머트리얼즈 부스 전경
타이요닛폰산소 중국 ESG 시설 건설계획
Euflex가 SiC 소재를 소개하고 있다.
신소재경제 참관단이 징허를 방문해 관계자의 설명을 듣고 있다.

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배종인 기자 (jib@amenews.kr) [기자의 다른 기사보기]
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