반도체 소재는 글로벌 반도체산업 회복을 통해 2024년 수익 개선이 가능할 것으로 전망된다.
글로벌 반도체 시장은 2023년 반도체 수출규제를 포함한 미국-중국의 무역갈등, 미국 연방준비제도(Fed)의 기준금리 인상 조치, 러시아-우크라이나 전쟁, 하마스-이스라엘 전쟁 등 대내외 리스크가 확대됨에 따라 큰 혼란을 겪은 것으로 알려졌다.
이에 따라 국내 반도체 수출은 연초부터 감소세를 나타냈고 2023년 전체 수출액이 전년대비 24.2% 급감한 것으로 파악된다.
하지만, 글로벌 반도체장비소재협회(SEMI)는 2023년 월평균 생산능력이 300밀리미터 웨이퍼 환산 기준 2960만장으로 전년대비 5.5% 증가한 것으로 추정하고 있으며 인공지능(AI)과 고성능 컴퓨팅(HPC) 시장이 성장하며 첨단 반도체 수요 증가를 견인한 것으로 파악된다.
국내 반도체 수출액은 11월부터 2개월 연속 증가세를 나타내 2024년에는 회복이 가능할 것으로 기대되며 총 생산능력이 3000만장 이상으로 6.4% 증가할 가능성이 제기되고 있다.

WSTS, 2024년 5883억달러로 13.1% 확대
반도체 시장 회복은 2024년부터 본격화될 것으로 전망되고 있다.
WSTS(World Semiconductor Trade Statistics)에 따르면, 글로벌 반도체 시장은 2023년 5201억달러로 전년대비 9.4% 감소한 것으로 추정된다.
에너지 절약 니즈와 함께 수요가 증가하고 있는 디스크리트 반도체를 제외하면 모두 마이너스를 기록한 것으로 판단되고 있다.
세계적인 인플레이션과 지정학적 리스크 확대가 개인소비와 관련기업의 설비투자 모두에 영향을 미쳤으며 센서&액추에이터가 10.9%, 광전자제품은 3.0%, IC는 11.0% 감소한 것으로 파악된다.
IC 가운데 메모리는 31.0%로 가장 크게 감소하고 로직은 0.9%, 마이크로는 3.2%, 아날로그는 8.9% 감소한 것으로 분석된다.
지역별로는 미국이 6.1%, 아시아·태평양은 14.4%, 일본은 2.0% 감소했으나 유럽·중동은 5.9% 증가한 것으로 판단된다.
그러나 2024년에는 생성형 AI 확산의 수혜를 입을 로직 반도체를 시작으로 메모리 반도체까지 V자 회복하고 글로벌 시장이 5883억달러로 13.1% 증가해 사상 최대치를 갱신할 것으로 예상되고 있다.
WSTS는 센서&액추에이터 3.7%, 광전자제품 1.7%, 디스크리트 반도체가 4.2% 증가하고 IC는 15.5% 급증할 것으로 전망했으며, 메모리는 44.8% 급증해 2022년 수준을 회복하고 로직 9.6%, 마이크로 7.0%, 아날로그는 3.7% 증가할 것으로 기대하고 있다. 

중국 견인 아래 글로벌 시장 6.4% 성장 
글로벌 반도체 시장은 2023년 조정기를 거쳐 2024년 월평균 생산능력이 300밀리미터 웨이퍼 환산 기준 3000만장을 돌파하고 전년대비 6.4% 증가할 것으로 예상된다.
신규 가동하는 전공정 사업장은 2022년 29건에서 2023년 11건으로 감소했으나 2024년 42건으로 크게 증가할 것으로 전망된다.
특히, 중국은 고성장을 이어가며 2024년 생산능력은 860만장 수준으로 신규공장도 18곳 가동할 예정이다. 이어서 타이완이 570만장에 5곳, 한국이 510만장에 1곳, 일본이 470만장에 4곳, 미국이 310만장에 6곳, EMEA(유럽·중동·아프리카)가 270만장에 4곳, 동남아시아가 170만장에 4곳 신규가동할 것으로 예상된다.
로직칩 생산량은 2024년 1020만장으로 10%, DRAM은 400만장으로 5%, 3D 낸드는 370만장으로 2%, 디스크리트는 440만장으로 7%, 아날로그칩은 240만장으로 10% 증가할 것으로 전망된다.
다만, 중국-미국의 반도체를 둘러싼 무역갈등 심화는 우려 요소로 지적된다.
미국은 중국에 대한 견제가 트럼프 정부에서 바이든 정부로 이어져 관세 인상 및 수출‧투자 규제 블랙리스트를 넘어 AI, 반도체 등 핵심기술 통제로 확산되고 있다.
현재 인플레이션 감축법(IRA)과 병행해 미국 중심의 기술 생태계 구축을 위한 핵심･신흥기술 국가표준전략과 중국경쟁법안 2.0이 추진되고 있는 것으로 알려졌다.
중국은 미국의 기술 견제에 대응해 AI 경량화, 데이터 자원화 등 독자적인 혁신 생태계를 건설하고 핵심기술 개발에 필수적인 희귀 천연광물자원에 대한 수출 규제를 전략적으로 연계해 추진하고 있다.
중국 상무부와 세관총국은 2023년 8월부터 첨단 반도체와 태양광 패널용 태양전지에 사용하는 갈륨 관련 8개 품목과 광섬유 통신 개발에 필요한 게르마늄 관련 6개 품목을 수출통제 대상으로 발표한 바 있다.
미국 지질조사국에 따르면, 중국은 2021년 글로벌 갈륨 생산의 97.7%, 게르마늄 생산의 67.9%를 차지했다.
한국은 반도체 등 첨단분야 수출에 주력하고 있어 글로벌 기술 생태계 및 강대국의 기술 경쟁 구조 변화에 따른 영향이 크기 때문에 선제적인 대응 전략이 필요할 것으로 예상된다.
바이든 행정부는 2023년 하반기 중국에 대한 경제 제재를 첨단반도체, 인공지능, 양자 컴퓨터로 세밀화되고 있는 기존 첨단전략 기술‧산업에서 바이오테크와 양자 클라우드 서비스 분야로 확대했다. 

무역협회, IT 반도체 수요 21.2% 확대 전망
한국무역협회(KITA)는 반도체 수출이 2024년 상반기 회복될 것으로 전망했다.
국내 반도체 수출은 2023년 1분기 저점을 기록한 후 서서히 개선 흐름을 나타냈으며 11월부터 2개월 연속해 증가세로 전환했다.
반도체 수출액 증감률은 2022년 4분기 마이너스 25.8%에서 2023년 1분기 마이너스 40.1%로 악화한 후 2분기 마이너스 34.8%, 3분기 마이너스 22.6%를 기록했으나 10월에는 마이너스 3.1%로 크게 개선됐다.
이후 11월 12.9%, 12월 21.8% 증가하며 수출액이 110억3000만달러를 기록하면서 2022년 9월 이후 15개월만에 100억달러를 돌파했다.
2023년 4분기부터 D램, 낸드플래시 등 메모리 반도체 가격이 반등하는 등 시장 상황이 개선된데 따른 것으로 파악되고 있다.
특히, 중국 수출액은 2022년 상반기 월평균 46억달러에서 하반기 40억달러로 감소한 후 2023년 1분기 27억달러, 2분기 29억달러, 3분기 31억달러 수준을 나타냈으나 전체 수출액은 2023년 8월 이후 5개월 연속 100억달러를 상회하면서 개선 흐름을 이어가고 있다. 
정부는 메모리 반도체 시장에서 감산 효과가 본격화하며 고정가격 역시 3분기 저점을 기록한 후 개선되고 있다고 평가했다.
방문규 산업통상자원부 장관은 “2023년 12월 반도체 수출액이 100억달러를 돌파한 것은 반도체 수출 회복 여부를 판단하는 바로미터로 반도체 수출이 업사이클에 진입한 것”이라고 강조했다.
조상현 한국무역협회 국제무역통상연구원장은 “2023년 자동차가 수출을 견인했으나 2024년 상반기에는 반도체가 완연한 회복세를 나타낼 것”이라며 “다만, 중국에 대한 미국의 무역 압력은 여전한 위험 요인”이라고 덧붙였다. 국제무역통상연구원은 13대 주력품목 가운데 반도체의 2024년 수출 증가율이 2023년 대비 21.2% 증가할 것으로 전망했다.
한국은행에 따르면, 2023년 4분기 국내총생산(GDP) 지출 항목에서 수출은 반도체 등을 중심으로 2.6% 증가했고 수입은 석유제품 등을 중심으로 1.0% 증가했다.

반도체 소재도 후공정 중심 수요 증가 기대
반도체 소재 시장은 2027년 586억달러(약 76조원)로 성장할 것으로 전망된다.
후지경제(Fuji Keizai)에 따르면, 글로벌 반도체소재 시장은 2023년 465억달러로 전년대비 9.4% 감소한 것으로 파악된다. 
전공정 소재가 334억달러로 11.9%, 후공정 소재가 131억달러로 2.2% 감소해 2022년부터 계속된 반도체 재고 조정 영향이 큰 것으로 판단되고 있다.
다만, 반도체 소재 재고 조정이 2024년 마무리되고 차세대 통신, AI, 클라우드 서비스 보급이 확대돼 반도체 디바이스 수요가 증가함에 따라 2027년에는 글로벌 시장이 586억달러로 14.2% 성장할 것으로 기대하고 있다.
실리콘(Silicone) 웨이퍼에 미세 회로를 형성하는 전공정 소재 시장은 431억달러로 13.7%, 후공정 소재 시장은 155억달러로 15.7% 확대될 것으로 예상했다.
포토마스크 시장은 EUV(극자외선)용이 크게 증가하고 반도체 다용도화에 따라 광리소그래피용 시장도 성장해 69억달러로 13.1% 확대될 것으로 전망하고 있다.
웨이퍼 위에 회로를 형성하는 포토리소그래피 공정에서 사용하는 포토레지스트 시장이 28억달러로 21.7% 급증하고 반도체 디바이스 시장 회복에 따라 최첨단 영역은 물론 레거시 영역까지 모두 수요가 증가한다.
반도체 표면에 적용하는 CMP(화학적 기계연마) 슬러리는 23억달러으로 21.1% 급증하고 연산처리 로직 반도체는 진출기업이 증가하고 트랜지스터 구조 복잡화가 진행될 것으로 예상된다.
메모리 반도체는 3D 낸드 제조공법으로 메모리 셀과 로직부를 다른 웨이퍼 위에 제조해 접착하는 본딩방식과 셀 면적 축소를 위해 로직부와 메모리 셀을 모노리식(Monolithic) 구조로 형성하는 CUA 방식이 새롭게 확산된다.
에칭공정 및 장치 세정공정에서 사용하는 PFC(과불화화합물)계 에칭가스 시장은 반도체 수요 회복 및 3D 낸드 고층화에 따라 수요가 증가해 11억달러로 22.2% 급증할 것으로 예상된다.

동진쎄미켐, 포토레지스트 국산화 추진
동진쎄미켐(대표 이부섭·이준혁)은 포토레지스트 국산화를 추진하고 있다.
포토레지스트는 빛에 반응해 특성이 변하는 화학물질로 웨이퍼에 회로를 새기는 노광공정의 핵심 소재이다. 
글로벌 포토레지스트 시장은 JSR, TOK, 신에츠케미칼(Shin-Etsu Chemical) 등 일본기업들이 절대적인 우위를 점하고 있으나 동진쎄미켐, SK스페셜티 등 국내기업들도 첨단 ArF(불화아르곤)·EUV 포토레지스트 분야에서 국산화를 달성하는 등 성과를 거두고 있다.
동진쎄미켐은 2024년 2월1일 코엑스에서 열린 세미콘 코리아 2004에서 고대역폭 메모리(HBM)와 어드밴스드 패키징을 위한 포토레지스트(감광액)와 CMP 슬러리를 선보였다.
동진쎄미켐 관계자는 “3D 패키징은 HBM을 비롯한 메모리 반도체 뿐만 아니라 첨단 패키징이 필요한 로직 칩에도 점점 확대되는 추세이며 최근 반도체산업의 가장 중요한 트렌드”라고 강조했다.
동진쎄미켐은 1984년 반도체용 봉지재 사업을 바탕으로 반도체 공정 소재 시장에 진입하고 1989년 국내 최초이자 세계에서 4번째로 포토레지스트 개발에 성공했으며 포토레지스트를 포함해 최신 사업보고서 기준 기본계약으로 삼성전자, 삼성디스플레이 등 반도체 및 평판 디스플레이 생산기업에게 매월 평균 995억원 수준을 공급하고 있다.
글로벌 반도체 소재 시장은 7nm 이하 공정에 사용하는 포토레지스트 등 첨단 소재의 비중이 점차 높아질 것으로 기대되고 있다.
트렌드포스에 따르면, 글로벌 반도체 포토레지스트 시장은 인공지능·자율주행 등 첨단산업의 발달에 따른 수요 증가로 2024년 반등을 시작해 2027년 28억달러(약 3조6000억원)에 달할 것으로 전망된다.
특히, 삼성전자·SK하이닉스와 TSMC·인텔(Intel) 등 주요 글로벌기업들이 EUV 등 초미세 공정을 확대하고 있어 2025년에는 EUV용 포토레지스트가 전체 시장에서 10%의 점유율을 차지할 것으로 예상된다.

SK실트론, 국산 초순수 본격 채용
SK실트론(대표 이용욱)이 국산 반도체용 초순수를 본격 채용할 것으로 예상된다.
초순수는 불순물을 완전히 제거한 순수한 물로 반도체 공정에 필수적이나 국내에서는 웨이퍼를 처음 생산한 1983년 이후 41년 동안 주로 일본산을 수입해 사용한 것으로 파악된다.
환경부는 2023년 11월 SK실트론 구미2공장에 설치한 반도체용 초순수 실증 플랜트에서 설계·시공·장비를 모두 국산화한 2단계 건설이 완료됐으며 설비 공정률은 약 85% 정도 수준이라고 밝혔다.
시장에서는 2024년 8월경 초순수 테스트가 마무리된 후 웨이퍼 생산에 본격적으로 적용될 것이라는 관측이 제기되고 있다.
한성크린텍은 정부가 2021년 6월 초순수 국산화를 국책과제로 선정한 이후 7월부터 국산화 플랜트 기술개발에 참여했으며 2023년에는 일본기업과 경쟁해 SK실트론으로부터 대용량 초순수 제조설비의 EPC(설계·조달·시공)를 맡아 총 836억원을 수주한 바 있다.
정부는 초순수 국산화 연구과제가 종료되면 SK실트론에게 1·2단계 실증 플랜트의 소유권을 이전한 후 추가 연구에 착수해 더 많은 국내기업에게 초순수 국산화 기회를 제공할 방침이다.
한화진 환경부 장관은 “다른 반도체 기술처럼 초순수 역시 초격차 확보가 중요한 소재인 만큼 2024년 전문인력 양성 및 연구개발(R&D)을 위한 지원책을 발표할 것”이라고 강조했다.

SiC 웨이퍼, 미국공장 생산 확대
SK실트론은 미국에서 실리콘 카바이드(SiC: 탄화규소) 웨이퍼 생산을 확대한다.
미국 에너지부 산하 대출 프로그램 사무국(LPO)은 2024년 2월 SK실트론의 미국 자회사 SK실트론CSS가 미국에서 SiC 웨이퍼 생산을 확대할 수 있도록 5억4400만달러(약 7200억원)를 대출하기로 조건부 승인했다.
미국 에너지부는 전기자동차 판매 증가로 고품질 SiC 웨이퍼 수요가 증가할 것으로 예상되나 현재는 공급이 부족하기 때문에 대출 프로젝트를 통해 SK실트론CSS의 생산 확대를 지원하는 것으로 파악된다.
SK실트론CSS는 차세대 전력 반도체의 핵심 소재로 전기자동차(EV)나 에너지저장장치(ESS) 등에 사용되는 SiC 웨이퍼를 생산하며 미국 미시간 베이시티(Bay City)에서 공장을 가동하고 있다.
SK실트론CSS의 증설 프로젝트를 통해서는 건설 일자리 최대 200개가 창출되고 가동 후 최대 200개의 고급여 및 숙련 일자리가 추가될 것으로 예상되고 있다.
베이시티 공장은 조 바이든 미국 대통령이 2022년 11월 방문한 적이 있으며, 에너지부는 베이시티 프로젝트가 전기자동차 보급 확대에 필요한 제조기술을 미국으로 다시 가져오고 미국의 반도체 공급망을 강화하려는 바이든 대통령의 전략 이행에 도움이 된다고 보고 있다.
LPO 관계자는 “베이시티 공장은 세계 5대 SiC 웨이퍼 생산기지가 될 것”이라고 강조했다. 

이엔에프, 반도체 소재 국산화 선도
이엔에프테크놀로지(대표 지용석·김정수·박기수)는 반도체 소재 국산화에 박차를 가하고 있다.
이엔에프테크놀로지는 동우화인켐이 30여년간 독점했던 반도체용 암모니아수를 삼성전자에게 공급하고 있는 것으로 알려졌다. 
동우화인켐은 일본 스미토모케미칼(Sumitomo Chemical)이 100% 지분을 소유한 자회사로 1996년 전라북도 익산에 암모니아수 2200톤 공장을 건설한 후 국내시장을 독점했다.
그러나 이엔에프테크놀로지가 삼성전자에게 공급을 시작하며 독점체제가 무너졌으며, 주요 수요기업인 SK하이닉스 역시 러시아-우크라이나 전쟁으로 암모니아의 원료인 천연가스 수급이 불안정해짐에 따라 공급망 이원화를 추진하며 여수에 암모니아수 공장을 보유한 바스프(BASF) 생산제품 구매를 검토하고 있어 시장 영향력이 점차 약화될 것으로 예상된다. 
이엔에프테크놀로지는 2019년 일본의 반도체 소재 수출 규제에 대응해 반도체 핵심 소재인 불화수소를 국산화하고 삼성전자와 SK하이닉스에게 공급한 바 있다.
한국무역협회(KITA)에 따르면, 반도체 3대 소재 수출규제 품목인 불화수소는 일본산 의존도가 2018년  41.9%에서 2022년 7.7%로 크게 축소됐다.
국내 반도체 소재 산업은 일본이 2019년 포토레지스트·불화수소·불화폴리이미드(Fluorine Polyimide) 등 3대 핵심 품목의 수출을 규제함으로써 국산화 및 수입선 다변화에 성공한 것으로 판단된다. (김진희 기자: kjh@chemlocus.com), (윤우성 기자: yys@chemlocus.com)