TSMC, 2027년 1나노미터 프로세스 가동 … 고기능 소재 개발 가속화

타이완이 반도체 미세화 트렌드를 주도하고 있다.
반도체는 용도별로 기억장치인 메모리, 연산처리를 담당하는 로직, 기능 및 광 반도체로 분류되며 반도체 미세화는 고집적화, 고성능화, 저소비전력화 등 성능 향상에 기여한다는 평가 아래 로직 반도체를 중심으로 본격화되고 있다.
타이완은 대부분 스마트폰, 일반 PC, 서버용 MPU(Micro Processing Unit) 등 핵심 부품에 사용되는 첨단 로직 반도체에 강하며 10나노미터 이하는 글로벌 시장점유율이 90% 이상에 달하고 있다.
TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)는 2023년 상반기 매출액 중 절반 이상을 7나노미터 이하 반도체에서 올린 것으로 알려졌다.
2022년 말 타이난(Tainan)에서 3나노미터 프로세스 양산을 시작했고 2024년 신주(Hsinchu)에서 2나노미터 프로세스를, 2027년 이후에는 타이완 역내에서 1나노미터 프로세스를 가동하며 미세화 부문에서는 해외보다 타이완 매출 증대에 집중할 계획이다.
반면, 자동차용 MCU(Microcontroller Unit)에 사용되는 27나노미터 프로세스용 반도체는 해외에서 생산하기로 했으며 일본 구마모토(Kumamoto)에서는 12-28나노미터 생산을 준비하고 있다.
반도체가 한자릿수대까지 미세화되면 소재에 요구되는 특성 역시 고도화될 수밖에 없어 TSMC 등 타이완의 반도체 미세화 전략은 일본 반도체 소재 생산기업들에게 영향을 미칠 것으로 예상된다.
이미 일본 화학기업들이 주류를 이루고 있는 세정용 액체 화학제품은 반도체 제조공정 중 30-40%에 해당하는 세정공정에 투입되고 미세화로 프로세스 수가 증가하면 수요가 연평균 두자릿수 급증할 것으로 전망된다.
최근 반도체 생산기업들이 수율 향상에 집중하며 세정 후 중금속 잔류 뿐만 아니라 미세회로 형성 불량 원인이 되는 파티클(나노미터 사이즈 불순물) 혼입까지 고려하며 검출 한계 수준으로 높은 품질이 요구됨에 따라 소재 기능을 개량하거나 생산 효율 개선이 시급해지고 있다.
수요기업들의 요구 수준이 원료 포함 모든 제조공정을 개선해야 겨우 충족할 수 있을 만큼 높아짐에 따라 소재 부문 투자액 증대가 가속화될 것으로 예상되고 있다.
타이완 파운드리들이 공장 소재지 인근에서 소재를 직접 조달하는데 주력하고 있다는 점 역시 일본 반도체 소재 생산기업에게 호재로 작용하고 있다.
TSMC는 구마모토 공장의 조달 소재 중 60%를 일본기업 생산제품으로 채용할 예정이며, 타이완 공장 역시 주변에 일본 소재 생산기업이 다수 진출해 있기 때문에 수혜가 기대된다.
세정액용 초고순도 과산화수소를 생산하는 MGC(Mitsubishi Gas Chemical)는 2023년 말까지 원료부터 이어지는 일관생산체제를 완성하고 2024년 추가 증설 검토에 착수할 계획이다.
또 반도체 정밀 세정에 사용되는 고순도 황산을 공급하는 미츠비시케미칼(Mitsubishi Chemical)의 타이완 법인 Mitsubishi Chemical Taiwan은 2021년 전체 생산능력을 1.5배 확대한데 이어 최근 설비 효율 향상 및 고기능제품 판매 확대를 통해 수익성 향상에 주력하고 있다.
이밖에 CMP(화학적 기계연마) 슬러리 및 포토리소그래피 주변 소재를 공급하는 후지필름(Fujifilm), CMP 슬러리를 공급하는 레조낙(Resonac), 포토레지스트를 공급하는 TOK, 액체 화학제품 탱크를 공급하는 발카(Valqua) 등도 첨단제품을 중심으로 공세를 강화하고 있다. (강)