對韓 수출규제, 전자기기 업체 분노의 창끝은 일본으로?
일본 정부는 2019년 7월 4일에 불화 폴리이미드, 리지스트, 불화 수소의
3재료에 대해서 한국 수출 규제를 발동했다.
그 동안 한국은 안전 보장상 신뢰할수 있는 '화이트국'으로 인정되고있어
최대 3년간 수출 허가를 한꺼번에 받을수 있었다.
그런데 이 규제로 수출 계약마다 허가를 받을 필요가 생기기 때문에
심사에 90일 정도의 시간이 걸린다고 한다.
한국무역협회의 2018년 자료에 따르면 상기 3자재 수입액과 그것이 차지하는
일본의 점유율은 각각 불화 폴리이미드가 1972만 달러로 84.5%,
리지스트가 2억 9889만 달러로 93.2%, 불화 수소가 6685만 달러로 41.9%가 된다고 한다.
이 숫자를 보면 한국 기업에 주는 데미지의 크기는 일본 기업에의 의존도가 높은 순서,
즉, 리지스트, 불화 폴리이미드, 불화 수소의 순이라고 하는 견해가 생길지도 모른다.
그러나 필자는 3재료 중 일본 의존도가 가장 낮은 불화 수소가
한국 기업에 가장 큰 피해를 초래한다고 생각한다.
본 칼럼은 왜 그렇게 생각하는지 논한다. 그 후, 대한수출규제로 인해
일본의 많은 기업의 비즈니스가 훼손되어 경쟁력이 삭감되는 것을 기술한다.
요컨대 일본 정부는 무덤을 판 것이다.
이제 두번 다시 한일 관계는 되돌아갈수 없을 것이다.
불화 폴리이미드와 리지스트의 영향
불화 폴리이미드는 유기EL의 재료이다. 이에 따라 만약 대한 수출 규제로 인해
각 회사들의 재료 재고가 없어지면 유기EL TV를 만드는 LG 일렉트로닉스와
스마트폰용 유기EL 패널을 생산하는 삼성전자가 피해를 보게 된다.
또 대한 수출 규제의 대상이 되고있는 리지스트는 2019년부터 본격적으로
첨단 반도체 제조에 양산 적용이 시작된 EUV(극 자외선)용인 것으로 알려졌다.
이 영향을 받는것은 7nm노드에서 제조중인 Samsung의 최첨단 로직 반도체이다.
더불어 개발이 가속되어 램프업을 개시한다고 하는
16nm 세대의 DRAM도 영향을 받을 가능성이 있다.
이 피해는 삼성뿐만 아니라 SK 하이닉스에 달한다.
전문가의 이야기에 의하면 삼성은 도요타 자동차의
적시생산방식을 본보기로 반도체 공장을 건설해 가동하고 있다고 한다.
적시생산방식의 기본은 최대한 재고를 갖지 않는다는데 있다.
그 때문에 삼성의 EUV 리지스트의 재고는 한달 정도밖에 없는 모양이다.
이것은 후술하는 불화 수소도 상황은 같다.
EUV 리지스트의 재고가 소진됐을때의 피해
상기의 첨단 로직 반도체의 대부분이 삼성의 스마트폰 GALAXY용
애플리케이션 프로세서(AP)라고 생각할수 있다.
삼성은 2018년 세계 1위로 2억 9230만대의 스마트폰을 출하했다.
이 모두가 최첨단 AP을 탑재하고 있는건 아닐지도 모르지만
EUV 리지스트의 재고가 한달밖에 없어 최첨단 AP의 제조가 2개월째 밀렸으면
어쩌면 1000만대 단위의 스마트폰의 생산에 영향이 나올 것이다.
그리고 만약 이미 EUV가 첨단 DRAM 제조에 쓰이고 있다면
그 피해는 GALAXY 정도의 소동이 아니다.
왜 그러냐라고 하면 2019년 제 1분기 DRAM 매출액 점유율은
1위 삼성이 42.7%, 2위 SK 하이닉스가 29.9%이며
2개사 합계 72.6%에 이르기 때문이다.
첨단 DRAM에 EUV가 사용되고 있었다고 가정하면
EUV 리지스트의 재고가 소진돼 첨단 DRAM 제조가 정지할 경우
2018년에 약 14억대 출하된 스마트폰, 약 3억대의 PC 약 1.5억대의 태블릿,
약 1175만대의 서버의 생산에 심각한 피해가 발생한다.
이렇게 되면 Apple, HP, Dell 등의 분노의 화살이 D램 제조업체 삼성과
SK 하이닉스가 아닌 대한 금수규제를 실시한 일본 정부로 향할 것이다.
일본 정부는 전세계 전자기기 업체들의 거센 비판을 받게 된다.
불화 수소의 영향
필자는 당초 일본 정부의 대한 수출 규제의 3재료 중
EUV 리지스트의 영향이 가장 크다고 생각했다.
왜 그러냐면 EUV 리지스트는, 신에츠 화학공업, JSR, 후지 필름,
도쿄오카공업등의 일본 기업밖에 공급할수없기 때문이다.
그러나 반도체 제조공정을 분석하다보니 불화 수소의 영향이
EUV 레지스트보다 훨씬 크다고 생각하게 됐다.
그 이유를 말하기 전에 불화 수소가 반도체 제조의
어느 공정에 어떻게 사용되고 있는지를 설명한다.
불화 수소는 통칭 '불산'으로 불리며 다음과 같은 프로세스에 사용된다.
1)각종 메탈, 폴리 Si, 절연 피막 등을 막을 입히기 전의 세정 공정에 쓰인다.
불산은 Deionized water로 불리는 매우 순도높은 순수한 물과 혼합으로 희석되어
주로 한번에 수백장을 처리하는 batch(일괄 처리)식 세척 장치에서 사용된다.
2)CMP 이후 세정 공정 불산 수산화 암모늄 등과 혼합해
주로 batch식 장치로 세척한다.
3)더블 패터닝에 대한 희생막 웨트 에칭 공정 불산 원액을 사용해
주로 batch식 웨트 에칭 장치에 사용된다.
4)웨이퍼의 이면 세정 공정 다시 말하면 웨이퍼 뒷면에 부착된
SiN을 제거하기 위해서 불산 암모니아수 등과 혼합하여 웨이퍼 1장마다
분무 세정한다. 이 방식을 batch식과 대비해 매엽식이라고 한다.
반도체 제조공정은 500~1000 공정 가량이지만
상기의 세정, 웨트 에칭 공정은 전체 공정의 10% 이상을 차지한다.
좀 옆길로 샜지만 불산을 쓰지않는 세정도 포함하면
모든 세정 공정은 전 공정의 30~40%를 차지한다.
그리고 미세화가 진행될수록 세정 공정수는 증가하는 경향에 있다.
다시 말하면 미세한 파티클을 제거하기위해 웨이퍼를 씻고 씻고 또 씻는 것이다.
그리고 각 반도체 메이커의 각 공장에서 모든 공정마다 세정액의 혼합비등이
엄밀하게 정해져 있어 그것이 최종적인 수율로 직결되는 것이다.
불화 수소의 재고가 다 소진되면 어떻게 될까?
이처럼 불산은 반도체 제조 10% 이상의 공정에 사용되는 수용액이다.
반도체는 로직, D램, 낸드 플래시 등 종류를 가리지 않는다.
첨단인 것도 아닌것도 상관없다. 즉 불산은 모든 종류, 모든 세대의
반도체 제조에 필수불가결한 수용액이라고 할수있다.
이렇게 없어서는 안될 수용액의 불산 재고가 없어지면 어떻게 될까?
로직 반도체도, D램도, 낸드 플래시도(아마 유기EL도)
모든 반도체의 제조가 좌절된다. 불산의 영향이
EUV 리지스트보다 훨씬 크다고 한 의미를 알게 됐을까?
낸드 플래시에의 피해
삼성의 GALAXY용 AP및 D램의 제조가 정체되었을때의 피해는
이미 논했지만 낸드 플래시에는 어떠한 영향이 있을까?
2019년 제1분기 NAND 매출액 점유율은 1위 삼성이 39.4%,
5위 SK 하이닉스가 9.5%며 2개사 합계 39.4%다.
DRAM 세계 점유율 72.6%에 비하면 세계 전체에의 임팩트는 아직 괜찮을지도 모르겠다.
그러나 NAND를 내장한 SSD의 기업별 분기마다 출하대수를 보면
삼성이 33.4%로 돌출돼있고 높은 점유율을 차지하고 있음을 알수있다.
3위 SK 하이닉스의 점유율이 9.9%로 합계 43.3%다.
아마도 출하량 점유율에서 압도적 1위 삼성은 PC용뿐만 아니라
Amazon, Microsoft, Google등 클라우드 업체의 데이터 센터에 사용되는
서버용으로 대량의 SSD를 공급하고 있다고 생각된다.
따라서 삼성의 NAND 공장에서 불산 재고가 사라지면 SSD 공급이 정지하게 된다.
최근 클라우드 메이커가 데이터 센터의 설비투자를 재개하는 움직임이 있다.
만약 삼성으로부터의 SSD의 공급이 멈춘다면 클라우드 메이커들은
그 원흉이 된 일본 정부를 격렬하게 비난할 것이다.
일제 불산을 대체할수 있을까?
첫머리에서 한국이 수입하는 불산의 일제 비율이 41.9%라는 점을 소개했다.
나머지는 중국에서 약 45%, 대만에서 약 10%를 수입하고있다.
일본에서 불산 조달이 끊긴다면 중국제 또는
대만제로 전환하면 되지 않겠느냐는 의견도 있을 것이다.
그러나 그렇게 단순하지 않다. 우선 중국과 대만의 재료 메이커가
1~2개월의 단기간에 공급량을 2배로 늘리기가 어렵다.
다음엔 각 회사의 각 공장의 모든 공정별로 불산의 혼합비 등이
엄밀하게 정해져 있기 때문에 중국이나 대만의 재료 메이커가
즉시 그 사양의 불산을 공급하기는 어렵다.
맹목적으로 "불산이라면 뭐든지 좋으니까 가지고 왔다"라는
난폭한 짓을 하면 가뜩이나 제조가 어려워지고 있는
첨단 로직, DRAM, 3차원 NAND의 생존 비율이 급락할 것이다.
불산을 사용하는 공정이 많아 최악의 경우 좋은 품질의 제품을
단 1개도 건질수 없는 사태도 가능하다.
따라서 볼륨과 요구사양 등의 문제에서 일본산 불산을 당장 대체할 수는 없다.
그러나 1~2년이면 일본제의 불산이 없더라도 중국제나 대만제 불산으로도
각종 반도체를 제조할수있게 될지도 모른다.
결국 일본 정부는 무덤을 팠다
한국 정부는 7월 3일 반도체 재료나 장치의 국산화 지원에
매년 1조원(약 930억엔)의 예산을 충당할 구상을 발표했다.
일본제의 재료가 닿지않는 사태로부터 보면 당연한 정책이라고 할수있다.
그리고 그것은 어떤일을 일으킬까?
한국이 톱 쉐어를 자랑하는 반도체 메모리나 유기EL의 제조에
필요한 재료 및 장치에 대해 가급적 신속하게 일본산을 배제해나갈 것이다.
그리고 일본의 리지스트, 수용액, 슬러리, 웨이퍼 등의 재료나
도쿄 일렉트론, SCREEN, 디스코 등의 제조장치의
대체 가능품을 개발하면 배제되어 나가게 된다.
그 단계에서 1980년대에 일본이 약 80%의 세계 점유율을 차지했던 DRAM에
한국 기업이 일본의 기술자 전부를 헤드헌팅해 간 사건이 다시 되풀이될 것이다.
최종적으로 일본의 재료 메이커나 장치 메이커도
삼성, SK 하이닉스, LG 일렉트로닉스와의 빅 비즈니스를 잃게 된다.
단순히 비즈니스를 잃는것 뿐만이 아니다. 재료나 장치 메이커는
톱 러너를 따라가는것에 의해서 경쟁력을 높여 비즈니스를 확대해온 것이다.
그 귀중한 기회가 일거에 사라지게 된다.
이런일이 터진뒤 수출규제를 풀어도 이미 늦었다.
한번 망가진 신뢰관계는 두번 다시 원래대로 돌아오지 않는다.
다시 말하면 일본 정부는 무덤을 판 것이다. 그 대가는 너무 크다.
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