티씨케이 사업
SiC Ring(80%), 흑연(13%, 반도체&태양광용), Susceptor(7%, Glass지지+Heating)
· SiC Ring : CVD(화학적 기상증착)공정에서 웨이퍼지지+ 내플라즈마
* SiC(Sillicon Carbide, 실리콘카바이드) : 화합물(탄소+실리콘) > 내열성, 내압성, 내구성 > 전력반도체
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· Graphite(흑연): 고순도 흑연 > 전기전도성, 열전도성 우수 > 반도체, 태양광 웨이퍼소재로 사용(SiC)
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· Susceptor : LED 및 반도체 부품 > 증착공정에서 Glass지지와 Heating역할 수행
기회
· 모회사 TOKAI CARBON에서 흑연 전량 수입. 엔화가치 하락으로 수입물가 하락 가능성
· SiC Ring가 3D NAND 공정에서 필수로 쓰이기 시작(층 개수의 증가로 식각공정의 증가 > SiC Ring 부품사용 증가)
· Si을 대체하는 SiC의 급격한 성장(티씨케이의 주요매출 사업)
리스크
· 디에스테크노와 SiC Ring관련 특허소송에서 제조특허 획득. 소재, 물성 특허 패소. SiC Ring 독점지위 점차 무너질 가능성(경쟁사 하나머티리얼즈 등 뛰어들 가능성)
· 미국 반도체 장비사 램리서치, 어플라이드머티리얼즈의 중국향 매출비중 20% 이상 > IRA법안으로 중국향 매출 타격 입을 것(티씨케이는 이들 장비사에 SiC Ring 공급)
업데이트 :
주주구성(23.12월 기준) : TOKAI CARBON CO.에서 흑연 전량을 수입(엔화로 결제)
티씨케이
티씨케이는 설립 이후 1996년까지 반도체용 고순도 흑연제품을 100% 수입하고 있었는데요. 높은 가격과 제품조달 문제로 국산화의 필요성을 느끼자 일본의 TOKAI CARBON CO, 그리고 우리나라의 (주)케이씨, 슝크카본테크놀로지의 합작계약에 의거 당사가 설립되었습니다. 그래서, 아직도 TOKAI CARBON이 최대주주이고 (주)케이씨가 2대주주이죠. 흑연은 영어로 Graphite라 하는데요. 흑연 하면 연필심이 먼저 생각이 듭니다. 어원에서도 그리스어로 '그리다' 라는 뜻을 가진 'Graphein'에서 왔어요. 현재까지 우리가 그래프라는 얘기를 많이 하죠. 바로, 흑연에서 온 것입니다. 티씨케이의 원재료매입현황을 보더라도 흑연이 주원재료인 것을 알 수 있습니다. 이 흑연을 전부 모회사인 일본의 TOKAI CARBON Co에서 전량 가져옵니다. 당연히 일본회사이기에 엔화(JPY)로 구매를 하고요.
1. 흑연(Graphite) : 웨이퍼제조장비 부품에는 흑연만한 것이 없다
이렇게 가져온 흑연을 티씨케이는 어디다 사용하고 있을까요? 흑연은 웨이퍼 제조장비에 중요한 원재료로 사용이 되요. 아래 그림은 실제 흑연으로 이루어진 장비인데요. 기계모양이 다 둥글죠. 웨이퍼가 둥글게 나온다는 것을 생각해보면 직관적으로 이해할 수 있을 겁니다. 이러한 장비를 Crystal Grower(크리스탈은 흑연으로 이루어져있기에)라 부릅니다.
여기서잠깐!!
흑연은 어떠한 특징이 있는지 알아봅시다.
· 높은 열내구성
· 금속보다 덜한 확산성(다른 화합물과 섞이지않음)
· 화합물에 대한 저항성(경계선 뚜렷) 흑연은 탄소로 이루어져있죠. 이 탄소(C)가 실리콘(Si)과 합쳐지면 SiC가 되는 것이구요. 그럼 SiC에 대한 개념만 잠시 알고 짚고갈게요. 그래야 나머지 글을 읽기가 편해집니다 :) 실리콘 카바이드 반도체(SiC=탄화규소, 탄소+규소 강한 결합)는 기존 실리콘 반도체보다 더 발전한 개념이에요. SiC는 고전압, 고전류, 고온에서도 동작이 가능하죠. 보통 실리콘은 고온이 되면 동작을 멈춰요. 근데, 실리콘 카바이드는 동작이 가능하죠. 열전도성도 높아서 뜨거워지면 적은 에너지로 금방 냉각할 수도 있죠.
그리고 SiC의 가장 큰 장점은 이름에서도 알 수 있듯 실리콘의 성질을 그대로 가지고 있다는 것이에요. 즉, 기존 실리콘 공정을 바꿀 필요없이 그대로 사용이 가능한데, 고전압, 고온, 고전류의 특성을 가져가는 것이지요. 그래서 전력반도체 같은 것에 필수적으로 SiC가 쓰입니다.
여기서잠깐!!
전력반도체에 대한 설명을 간단하게 할게요.
· 기존 실리콘과 다르게 고전압, 고전류, 고온에서 사용하는 반도체를 전력반도체라고 합니다.
· 이러한 특성 때문에 전력이 강하게 필요한 전기자동차, ESS 등에 전력반도체 수요가 강하게 나타나고 있습니다. 또한, 반도체 증착공정 중 한 가지인 화학적 기상증착기법(CVD, Chemical Vapor Deposition)에 SiC가 쓰이면서 그 중요도는 더욱 커지고 있습니다. 다만, 아직까지 공정시간이 길기 때문에 타씨케이는 FAB의 요구에 따라 Si, SiC를 공급할 예정이라 합니다.
2. SiC Ring, CVD-SiC Coating : 웨이퍼를 고정시켜주고 플라즈마에 견디는 녀석
반도체용 실리콘에 코팅을 입히는 것을 Solid SiC라 합니다. Solid는 단단한 이란 뜻을 가지고 있고 SiC는 앞서 탄화규소로 이루어져있고 그에 대한 장점을 설명했죠. 매출액의 80% 이상을 반도체공정부품인 Solid SiC가 차지할 만큼 티씨케이의 핵심사업이라 할 수 있어요.
SiC Ring은 에칭공정에서 웨이퍼를 지지하면서 동시에 고온의 고주파 플라즈마를 견딥니다(플라즈마가 대세인 이유 참고). 기존 실리콘 Ring은 고전압, 고온에 취약했기에 SiC로 대체되기 시작했죠. Ring은 식각공정 장비 그림을 보면 쉽게 이해할 수 있어요. 식각공정에서 대표적인 장비가 Ring과 Electrode가 있는데요. Ring은 말 그대로 고리라고 생각하면 됩니다. 무언가 보조해주는 느낌이죠. Electrode는 전극이라는 의미로 넓은 판을 생각하면 됩니다. 이 넓은 판을 통해 플라즈마, 가스 등이 지나가는 것이죠.
이러한 Ring에 실리콘 대신 실리콘카바이드를 쓰면 플라즈마와 고온에 잘 견디게 된다는 것이 이제 이해가 되었죠?
추가적으로 CVD-SiC Coating 장비는 기존 화학적 기상증착방식에서 주원재료로 사용하던 실리콘(Si)에서 실리콘카바이드(SiC)로 바꾼 것인데요. 앞서 SiC의 특징을 설명했듯, 고온, 고전압, 플라즈마에 잘 견디기 때문에 증착공정에 요즘 많이 적용되는 추세라고 합니다(증착공정에 대한 설명 참고!).
3. Susceptor :
Susceptor는 LED, 반도체 증착공정에 쓰이는데요. 높은 화학적 저항성으로 확산이 덜하죠.
연구실적으로 보는 티씨케이의 현주소
티씨케이의 연구실적과 연구계획을 보면 당사의 현상황과 미래 비전을 볼 수 있단 생각을 해요. 몇 가지만 같이 살펴보시죠. 우선, 기존 Si Wafer -> SiC Wafer의 전환을 티씨케이는 강조하고 있어요. 기존 실리콘 웨이퍼는 증착공정에서 불필요한 막이 생기고 이에 대한 식각공정이 추가가 필요했는데요. SiC 웨이퍼는 이막이 생기지 않는다는 점을 강조하고 있습니다.
다음은 재활용이 가능한 웨이퍼입니다. 웨이퍼는 반도체회로를 섀기는 용도만 쓰이는 것이 아니라 웨이퍼표면을 따로 검증하는 모니터링 웨이퍼(Monitoring Wafer)로 사용하기도 하는데요. 기존 실리콘웨이퍼는 한 번쓰고 나면 버렸지만, SiC 웨이퍼는 재사용이 가능하다는 것이 가능해졌다고 합니다.
Ring은 고온과 플라즈마라는 고온의 에너지를 견뎌야하는 책임감이 있는데요. 기존 실리콘에서 실리콘카바이드(SiC)로 기술개발에 성공함으로써 금속과의 확산도 막고 플라즈마를 견딜 수 있어 웨이퍼를 단단히 고정시켜줄 수 있다고 합니다.
이 외에 12인치 SiC 웨이퍼, CVD-SiC 기술이 접목된 Susceptor, 반도체공정용 Heater 등도 기술개발했다고 나와있습니다.
추가적으로, 모회사와 계약한 것이 눈에 띄어서 가져와봤는데요. 모회사를 통해 티씨케이는 기술지원과 판매지원을 받고 이에 대한 수수료를 지급하고 있는 것을 알 수 있습니다.
경쟁사인 하나머티리얼즈에 대한 설명은 '하나머티리얼즈 쉽게 이해하기'를 참고하세요.
티씨케이에 대한 지속적인 업데이트는 맨 위 상단을 참고하면 유익합니다 :)
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