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SK하이닉스가 이달 16단으로 쌓아올린 HBM3E 칩 기술을 세계 최초로 공개한다는 소식에 고대역폭메모리(HBM) 생산의 필수 공정으로 꼽히는 실리콘관통전극(TSV)용 포토레지스트리 공정을 처음 국산화한 와이씨켐 주가가 강세다. 2월14일 오후 1시53분 기준 와이씨켐 주가는 전일 대비 660원(5.19%) 오른 1만3380원에 거래되고 있다.

SK하이닉스는 오는 20일 국제고체회로학회(ISSCC) 2024 컨퍼런스에서 16단으로 쌓아올린 HBM3E 칩 기술을 세계 최초로 공개한다. 학회 오전에 열리는 메모리 세션을 통해 단일 스택에서 1280GB/s를 처리할 수 있는 16단 48기가바이트(GB) HBM3E를 업계 최초로 선보일 계획이다.

16단은 현존하는 최고층 12단 HBM3E 보다 한 단계 더 진화한 기술이다. HBM은 D램 칩을 쌓을수록 용량이 확대되는데 16단의 경우 12단과 같은 높이에 더 많은 D램을 탑재해야 하기 때문에 D램 두께를 더 얇게 만드는 최신 공법이 필요하다. SK하이닉스는 이번에 공개하는 16단 HBM3E에 대해 적층을 최적화하기 위해 저전력을 강화한 TSV 설계를 새롭게 적용했다고 밝혔다. 특히 본격적인 인공지능(AI) 시대 개화로 HBM 수요가 대폭 늘어날 것을 대비해 제작 필수 공정으로 꼽히는 TSV 투자를 대대적으로 확대할 것이라고 예고했다.

김우현 SK하이닉스 부사장(CFO)은 지난달 말 2023년 4분기 컨퍼런스콜에서 "최근 기업들의 AI 도입과 개인의 AI 수용도 증가로 중장기 HBM 수요는 연평균 60% 수준의 성장을 예상한다"며 "올해 AI 수요 증가 대응을 위한 선단 공정 제품의 양산 확대와 함께 작년 대비 올해 TSV 캐파를 약 2배 확대할 것"이라고 밝혔다.

이같은 소식에 국내에서는 처음으로 TSV용 포토레지스트리 국산화에 성공한 와이씨켐이 주목받으며 매수세가 몰리고 있다.실제 와이씨켐은 차세대 D램으로 손꼽히는 고대역폭메모리(HBM) 시장의 성장에 발맞춰 TSV용 포토레지스트를 국산화해 국내 반도체 기업에 공급하고 있다.삼성전자와 SK하이닉스를 모두 고객사로 두고 있으며 매출의 70% 이상이 SK하이닉스에서 나온다.TSV 공정은 수직 형태로 직접 칩을 연결할 수 있기 때문에 공간 확보에 유리하고 크기도 작아 방대한 양의 데이터를 빠르게 학습, 처리할 수 있어 HBM 제작에 필수 공정으로 꼽히고 있다.

삼성과 SK를 비롯해 글로벌 반도체 기업들이 최근 유리 반도체 기판 사업 진출에 속도를 내고 있다. 이와 관련해 세계 최초 반도체 에칭 유리 기판 균열을 보호하는 특수 폴리머 유리코팅제를 개발한 와이씨켐 주가가 강세다.

1월29일 오후 12시57분 기준 와이씨켐 주가는 전 거래일 대비 1290원(11.31%) 오른 1만2700원에 거래되고 있다.이날 관련업계에 따르면 삼성에서는 반도체 기판 사업을 하고 있는 삼성전기가 유리 반도체 기판을 신사업으로 낙점하고 상용화 작업에 돌입했다.지난 10일 미국 라스베이거스에서 열린 CES 2024에서 장덕현 삼성전기 사장은 "현재 세종 사업장에 글라스 기판 시제품 생산 라인을 구축하고 있다"며 "내년에 글라스 기판 시제품을 만들고 2026년 이후 양산에 나설 계획"이라고 밝혔다. 

SK는 더 발 빠른  행보를 보이고 있다. 반도체 소재 사업을 주력으로 두고 있는 SKC는 이미 지난 2021년 세계 최초로 개발한 '고성능 컴퓨팅(HPC)용 글라스 기판'을 신성장 동력으로 점 찍으며 일찌감치 진출을 선언했다. 실제 SKC 자회사 앱솔릭스는 지난해 미국 조지아주에 글라스 기판 공장을 완공하면서 양산 체제 구축을 완료했다.

글로벌 기업들도 유리 반도체 기판 사업에 뛰어들고 있다.지난해 9월 미국 반도체 기업 인텔은 2030년 내로 글라스 기판 기반의 반도체를 선보일 것이라고 밝힌 바 있고 일본에선 다이닛폰프린팅(DNP)이 지난해 3월 글래스 기판을 개발했다고 발표하며 2027년 양산을 목표로 준비 중인 것으로 알려졌다. 유리 반도체 기판의 가장 큰 강점은 플라스틱 기판 대비 더 많은 반도체 칩을 탑재할 수 있고 패키징 두께도 줄여주는 점이다. 유리 기판의 평평한 표면으로 인해 중앙처리장치(CPU)·그래픽처리장치(GPU)·메모리 등 여러 반도체들과 적층세라믹콘덴서(MLCC)를 하나의 기판에 배열할 수 있으면서 플라스틱 기판에 쓰이는 실리콘이 필요하지 않기 때문에 두께도 줄일 수 있는 것이다. 그러다보니 GPU와 고대역폭메모리(HBM) 등을 하나의 패키지로 구현해 성능을 극대화할 수 있다. 이처럼 아직 상용화되지 않은 유리기판 시장이 벌써부터 반도체 기업들의 새로운 격전지로 급부상하면서 반도체 정밀화학 기업 와이씨켐이 주목받고 있다.

와이씨켐은 지난해 6월 유리 반도체 기판 소재 2종을 개발해 상용화를 앞두고 있다고 밝혔다. 세계 최초 반도체 에칭 과정에서 유리 기판 균열을 보호하는 특수 폴리머 유리코팅제를 개발한 가운데 국내외 기업들이 본겨적으로 유리 반도체 기판 사업에 뛰어들면서 시장의 관심을 받는 것으로 풀이된다. 

작년 개별기준 매출액은 622.71억으로 전년대비 24.38% 감소. 영업이익은 76.10억 적자로 53.14억에서 적자전환.  당기순이익은 58.87억 적자로 41.64억에서 적자전환.

와이씨켐(옛 영창케미칼)의 주가가 주식시장에서 오름세를 보이고 있다. 삼성전자가 미국 AI 서버시장 점유율을 올리기 위해 HBM 설비투자 규모를 2.5배 이상 늘리기로 했다는 소식에 HBM에 필수 요소인 실리콘 관통전극(TSV) 포토레지스트 공정을 국내에서 처음 국산화에 성공한 와이씨켐이 조명을 받고 있기 때문으로 해석된다.

1월12일 주식시장과 삼성전자에 따르면 이달 11일(현지시간) 삼성전자 한진만 DSA부사장은 "올해 고대역폭메모리(HBM)에 대한 설비투자를 지난해보다 2.5배 이상 늘릴 계획"이라며 "지난해 경쟁사들이 투자를 줄이는 기간에도 삼성은 투자를 유지해왔고 그 격차가 올해부터 본격화할 것"이라고 역설했다.또한, "선단 공정 전환 가속화를 통해 미국 서버 시장 점유율 50% 이상 하겠다는 내부적인 목표가 있다"며 "HPC(고성능 컴퓨팅), 생성형 AI 시대에 파운드리와 메모리의 융합을 통한 시장 점유율을 선점할 수 있을 것"이라며 자신감을 거듭 내비쳤다.

특히, HBM뿐만 아니라 고객사들과 LPDDR(저전력 D램), CXL(컴퓨트익스프레스링크) 등 초기 논의를 하고 있으며, 여러가지 형태의 아이디어들을 접목해  패러다임 변화를 주도하겠다고도 했다.이러한 소식에 국내 최초로 TSV 포토레지스트를 국산화한 와이씨켐이 주식시장에서 조명을 받으면서 주가상승으로 이어지고 있는 모습이다.

HBM은 난이도가 높은 TSV 공정이 필수적이다. TSV는 D램 상층과 하층 칩에 수천 개의 미세한 구멍을 뚫어 전극으로 연결하는 적층 공정이다. 무엇보다 TSV 포토레지스트(Photoresist)는 반도체 웨이퍼 위에 미세회로 형성을 위해 사용되는 소재인데, 대부분 외산 제품으로 사용됐으나, 와이씨켐이 국산화에 성공해 현재 국내 반도체 기업들에 공급하고 있다.주요고객사로는 반도체 종합 소재 기업으로 SK하이닉스, 삼성전자, SK실트론, 글로벌파운드리스 등을 주요 고객사로 두고 있다.

차세대 D램으로 손꼽히는 고대역폭메모리(HBM) 시장에서 국내 반도체 업체들이 잇따라 첨단 소재 국산화에 성공하고 있다. 삼성전자(005930)·SK하이닉스(000660)의 HBM 생산 능력 확장과 함께 K반도체 생태계 전반의 기술 고도화가 기대된다.

작년 10월10일 업계에 따르면 국내 소재 회사 솔브레인(357780)은 삼성전자·SK하이닉스에 HBM 전용 화학적기계연마(CMP) 슬러리를 단독 공급하고 있다. 솔브레인의 HBM 특화 슬러리 공급이 대외적으로 알려진 것은 이번이 처음이다.

솔브레인은 HBM 공정 중 생기는 구리 층을 걷어내는 슬러리를 세계에서 유일하게 공급한다. HBM은 D램 칩에 1000개 이상 구멍을 뚫은 뒤 구리를 채워 넣어 배선을 만드는 실리콘관통전극(TSV) 공정을 필수적으로 거친다. 배선을 만드는 과정에서 구리가 D램 표면으로 넘치는데 솔브레인의 슬러리는 기본 임무인 실리콘 연마는 물론 이 구리 층까지 깔끔하게 걷어내는 기술을 독자 개발했다. 통상 D램 배선의 평탄화 작업에 쓰였던 실리카 계열 슬러리가 HBM용으로도 공급되는 것이다.

솔브레인의 HBM용 슬러리 공급은 의미가 크다. 무엇보다 외국 소재 회사들이 장악하고 있었던 CMP 슬러리 시장에서 국내 소재 업체가 고급 제품을 독보적으로 선점할 수 있다는 사례를 남겼다. 솔브레인이 진입한 구리를 평탄화하는 슬러리는 미국 인테그리스 계열사 캐봇, 일본 히타치 등이 득세하고 있었다. 세계적으로 한정된 공급사 수는 삼성전자·SK하이닉스의 가격·공급량 협상에 불리할 수밖에 없었다. 익명을 요구한 업계 관계자는 “통상 슬러리는 외국 회사가 먼저 큰 이윤을 취한 뒤 남은 것을 국내 업체가 갖는 구조였다”면서 “기존 공급망 체계가 크게바뀔 수 있다”고 설명했다.

솔브레인 이외 다양한 국내 소재 업체들이 HBM 공정용 소재 개발·생산에 나서며 외연 확장을 노리고 있다. 덕산하이메탈(077360)은 HBM 사이에서 데이터 전송을 위한 가교 역할을 하는 범프 제조를 위한 솔더볼을 메모리 회사에 공급한다. 메모리 업체들은 솔더볼 세계 1위 센주메탈의 독주를 막기 위해 덕산하이메탈의 기술 개발을 적극 지원하는 것으로 알려졌다. 와이씨켐(112290)(옛 영창케미칼)도 외산 의존도가 높은 TSV용 포토레지스트를 국산화해 국내 주요 반도체 기업에 공급하고 있다. HBM과 시스템반도체를 결합하는 고성능 기판 ‘플립칩-볼그리드어레이(FC-BGA)’를 생산하는 삼성전기(009150)·LG이노텍(011070)·대덕전자(353200) 등도 앞으로 생산량이 늘어날 것으로 예상된다.

반도체?디스플레이 등 초정밀 산업용 화학소재 전문 와이씨켐(112290)이 500억원 규모의 제2 R&D센터, 신공장 및 신규설비 투자를 결정했다고 7월21일 공시했다.

이번 시설 및 설비 투자는 용인 반도체 클러스터 일반산업단지 내 협력화단지에 진행될 예정이다. 부지 면적은 13,356㎡(4,040평)이며, 예상 투자 기간은 2028년 12월 31일까지다. 용인 반도체 클러스터는 용인시 처인구 원삼면에 위치한 반도체 생산 및 연구시설 산업단지다.

와이씨켐 관계자는 "용인 반도체 클러스터에 입주함으로써 반도체 화학소재 연구 및 생산 거점을 추가로 확보할 수 있을 것"이라며 "금번 신규 투자를 통해 수도권 내 고객사와의 기술협력, 제품 및 서비스 품질 향상뿐 아니라 우수 인재 확보 등의 효과가 기대된다"고 밝혔다.