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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = <[中 거인의 공급망] ①PR 도포·현상 장비 '킹세미' 없으면 'YMTC'도 없다>에서 이어짐.

3. PR 스트립 및 습식 식각 장비

킹세미는 LED·화합물 반도체용 습식 스트립 장비와 첨단 패키징용 스트립 장비, 웨이퍼 표면의 산화막·질화막·금속막 등을 제거하는 습식 식각 장비도 공급한다.

스트립 장비는 공정 이후 웨이퍼에 남은 포토레지스트를 화학약품 등으로 제거하는 데 사용된다. 식각 장비는 웨이퍼 표면의 산화막과 질화막, 폴리실리콘 및 금속막 등을 선택적으로 제거하는 역할을 한다.

킹세미는 적용 분야에 따라 차별화된 습식 처리 장비를 공급하고 있다.

대표적으로 KS-S150-4ST는 4·6인치 웨이퍼를 대상으로 포토레지스트와 금속막 등을 제거하는 습식 스트립 장비로, LED와 화합물 반도체 공정에 활용된다. KS-S300-ST는 200·300mm 웨이퍼용 습식 스트립 장비로, 첨단 패키징 후공정에서 포토레지스트를 제거하는 데 사용된다.

이와 함께 KS-S300-E는 산화막·질화막·폴리실리콘·금속막 등을 제거하는 습식 식각 장비로, 반도체 전공정은 물론 첨단 패키징의 UBM(범프 하부 금속층, 반도체 칩과 패키지 기판을 연결하는 범프 아래에 형성하는 금속층)·RDL(재배선층, 칩의 기존 입출력 단자 위치를 재배치해 패키지 기판이나 외부 단자와 연결하는 금속 배선층) 금속막 식각에도 적용할 수 있다.

4. 임시 본딩과 디본딩 장비

본딩 장비는 후공정 첨단 패키징 분야의 핵심 장비 라인이다.

임시 본딩은 웨이퍼를 얇게 만드는 박막화 과정에서 깨지기 쉬운 초박형 웨이퍼를 지지 기판에 임시로 접합해 보호하는 공정이다. 이후 디본딩을 통해 지지 기판을 분리한다.

대표 제품 라인인 KS-C300-2TB 임시 본딩 장비는 2.5D·3D 패키징과 3차원 집적회로(3D IC) 분야를 겨냥한 제품이다. 회사는 시간당 12장의 처리능력과 공장 자동화 지원, 고정밀 비전 보정 기능 등을 주요 특징으로 제시하고 있다.

5. 화합물 반도체 분야 장비

화합물 반도체 분야로의 확장도 주목된다.

화합물 반도체란 실리콘(Si) 단일 소재가 아닌 두 가지 이상의 원소를 결합해 만든 반도체로, 질화갈륨(GaN)과 탄화규소(SiC), 갈륨비소(GaAs) 등이 대표적이다. 고전압·고주파·고온 환경에서 우수한 성능을 발휘하거나 광전 특성을 갖춰 전력반도체와 LED, 통신·광통신 부품 등에 활용된다.

화합물 반도체는 소재별 결정 성장과 웨이퍼 제조 기술이 다르다. 실리콘처럼 대구경 웨이퍼 생산 체계가 일찍부터 성숙한 분야와 달리, 일부 화합물 반도체는 결정 품질과 제조비용 등의 이유로 4인치·6인치 소구경 웨이퍼를 사용해 왔다. 다만 모든 화합물 반도체가 소형 웨이퍼를 사용하는 것은 아니다. SiC는 8인치 웨이퍼로 생산 규모를 확대하고 있으며, 화합물 반도체도 소재와 응용 분야에 따라 웨이퍼 크기가 다양하다.

앞서 소개한 킹세미의 대표 제품 라인인 KS-S150-4ST는 이러한 4·6인치 웨이퍼를 처리하는 습식 스트립 장비로, LED와 화합물 반도체 생산 과정에서 포토레지스트와 금속막 등을 제거하는 데 활용된다.

킹세미는 SiC 웨이퍼를 대상으로 하는 전자동 스크라이빙·브레이킹 일체형 장비도 제품군에 포함했다. 스크라이빙은 웨이퍼에 절단선을 형성하는 작업이며, 브레이킹은 해당 절단선을 따라 웨이퍼를 분리하는 공정이다. 두 공정을 하나의 장비에서 수행하는 방식으로, 전력반도체 등에 활용되는 SiC 웨이퍼 가공 분야를 겨냥한다.

◆ YMTC에 도포·현상 장비 납품 이력

킹세미의 기업공개(IPO) 관련 자료에 따르면 킹세미는 2018년 9월 26일 YMTC와 전공정용 포토레지스트 도포·현상 장비 공급 계약을 체결했다. 회계법인의 IPO 심사 질의 답변서에 기재된 계약 금액은 부가가치세 포함 1716만3000위안이다. 장비는 같은 해 10월 YMTC에 발송돼 공정 검증을 진행했다.

당시 YMTC에 납품된 장비는 단순한 연구용 시제품이 아니라 실제 반도체 생산라인에서 공정 적합성을 검증하기 위한 장비였다. 킹세미의 2019년 연차보고서에서도 YMTC에 공급한 전공정 장비가 공정 검증 단계에 있었다고 밝혔다.

같은 시기 집적회로(IC) 제조기업 상해화력(上海華力)에 공급한 장비는 2019년 9월 검증을 통과해 매출로 인식됐지만, YMTC 장비의 최종 검증 통과 여부는 해당 자료에서 확인되지 않는다.

YMTC가 낸드플래시 생산능력 확대와 반도체 장비 국산화를 추진하는 가운데 킹세미의 과거 납품 이력은 양사 간 사업적 접점을 보여주는 사례다.

11월 6일 로이터 통신 보도에 따르면, YMTC가 신규 공장 장비의 60~70%를 중국산으로 조달하는 방안을 추진하고 있는 것으로 전해졌다. 다만 당시 공급업체들과 예비 협의를 진행하는 단계로, 정식 장비 발주는 이뤄지지 않은 것으로 전해졌다.

따라서 킹세미는 YMTC에 전공정 장비를 납품하고 생산라인 검증을 추진한 이력이 있는 기업으로 평가할 수 있다. 과거 검증 이력만으로 현재 YMTC의 양산 장비 공급사로 자리 잡았거나 신규 공장 수혜를 확보했다고 단정하기는 어려우나, YMTC의 장비 국산화 행보 속 확대될 성장 기회에 주목할 필요가 있다.

◆ 국산화율 낮은 코팅·현상 장비, 킹세미에게 기회로

반도체 전공정 장비는 웨이퍼 제조에 필요한 핵심 설비로, 반도체 산업 설비투자의 중심을 차지한다.

글로벌 투자정보기관 모닝스타(Morningstar)가 글로벌 시장조사기관 가트너(Gartner) 데이터를 인용해 분석한 바에 따르면, 2024년 글로벌 웨이퍼 팹 장비(WFE) 투자에서 노광 장비가 차지하는 비중은 24.6%로 가장 높았으며, 식각 장비와 박막 증착 장비가 각각 23.7%, 22.6%를 기록했다. 세 분야의 비중을 합치면 70.9%에 달해 전공정 장비 투자에서 핵심적인 위치를 차지하고 있다.

중국은 세계 최대 반도체 장비 시장 지위를 유지하고 있다.

국제반도체장비재료협회(SEMI)와 일본반도체제조장비협회(SEAJ)가 공개한 데이터에 따르면 2025년 글로벌 반도체 제조 장비 매출은 1351억 달러로 전년 대비 15% 증가했다. 중국 본토의 장비 구매액은 493억1000만 달러(495억5000만 달러)로 전년과 비슷한 수준을 유지했으며, 대만과 한국을 제치고 여전히 세계 최대 반도체 장비 시장 지위를 지켰다.

중국 반도체 장비의 국산화도 진전되고 있지만 공정별 격차는 여전히 크다.

글로벌 투자은행 번스타인(Bernstein)이 공개한 2025년 중국 웨이퍼 제조 장비 시장 분석에 따르면 건식 식각과 박막 증착 장비의 국산화율은 각각 31%, 27%에 도달했다.

반면 노광(리소그래피)과 포토레지스트 처리 장비 영역은 여전히 한 자릿수 수준에 머물러 있다. 중국 내수시장에서 노광 장비 국산화율은 1% 미만, 포토레지스트 처리 장비 국산화율은 약 6%에 그치는 것으로 추정된다.

참고로 표에 나온 포토레지스트 처리(Photoresist Processing)는 웨이퍼 표면에 감광액을 도포하는 코팅(Coating), 노광 후 패턴을 형성하는 현상(Developing), 공정 완료 후 감광액을 제거하는 스트립(Stripping) 등을 포괄하는 개념이다.

이는 중국 반도체 장비 산업에서 노광 장비를 비롯해 코팅·현상 장비 등 포토레지스트 처리 영역이 여전히 국산화 확대의 주요 과제로 남아 있음을 보여준다.

포토리소그래피 공정에서 노광 장비와 함께 사용되는 코팅·현상 장비는 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 균일하게 도포하고 노광 이후 패턴을 형성하는 핵심 설비다. 이에 따라 관련 기술을 보유한 중국 장비 업체들의 국산 대체 가능성과 시장 확대 여부에도 관심이 쏠리고 있다.

이러한 시장 환경은 코팅·현상 장비 전문업체인 킹세미에 성장 기회로 작용할 수 있다. 중국 반도체 제조업체들의 생산능력 확충과 핵심 장비 국산화 수요가 맞물리면서 해외 장비에 대한 의존도가 높은 코팅·현상 분야에서도 중국산 장비의 채택이 확대될 가능성이 있기 때문이다.

특히 선단 공정과 고부가가치 메모리 생산라인으로 적용 범위가 넓어질 경우 관련 장비의 기술 고도화와 고객사 공급 확대를 통한 성장 동력 확보도 기대할 수 있다.

번스타인의 조사에 따르면 킹세미는 중국 반도체 장비 시장의 포토레지스트 처리 분야에서 약 85%의 점유율을 차지하고 있으며, 세정 장비 분야에서도 약 10%의 점유율을 확보하고 있다. 특히 포토레지스트 처리 분야에서 압도적인 시장 지위를 구축하며 중국산 코팅·현상 장비의 대표 공급업체로 자리매김하고 있다.

다만, 실제 시장점유율 확대를 위해서는 장비의 공정 정밀도와 안정성을 입증하고 주요 웨이퍼 제조업체의 양산라인 적용 실적을 축적하는 것이 관건이 될 것이라는 평가가 나온다.

pxx17@newspim.com