천연쿼츠에서 합성쿼츠로 전환...수율개선 성공
합성쿼츠 국산화 통해 소재~부품 수직계열화
삼성전자·SK하이닉스·인텔·TSMC 등 고객사
1공장 완공, 올 4Q부터 QD9+ 본격 공급 개시
[서울=뉴스핌] 백지현 기자 = "반도체 비즈니스에서는 어떤 회사가 더 빨리 흐름을 잡고 가느냐가 중요한 포인트다. 다른 회사들이 천연쿼츠에 머물러 있을 때 비씨엔씨는 문제점을 인식하고 3, 4년 먼저 합성쿼츠를 준비했다."
김돈한 비씨엔씨 대표이사는 지난 16일 서울 여의도에서 뉴스핌과 만나 "현재 생산하는 소재나 부품의 단점들을 보완할 수 있는 방향을 미리 예측하고 개발에도 선제적으로 나선다. 그러면 개발 완료됐을 때 반도체 디바이스 회사들이 필요로 하는 시점에 도달하고 우리 제품은 대체재가 될 수 있다"고 말했다.
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| [서울=뉴스핌] 황준선 기자 = 김돈한 비씨엔씨 대표이사 인터뷰. 2022.02.16 hwang@newspim.com |
김돈한 대표이사는 1990년대 말 반도체 업계에 첫 발을 들였다. 세라믹 관련 회사에 재직 중이었던 그는 반도체 제조 장비에 세라믹 부품이 쓰인다는 사실을 알게되면서 1998년 엔에스피라는 부품회사를 설립했다. 이후 미코 계열사인 코미코와 M&A를 실시, 1년간 셋업을 지원하다가 2003년 회사 지분을 코미코 측에 완전히 넘기고 나왔다.
이후 엔에스피를 나온 김 대표는 비씨엔씨를 세워 또 다른 도전에 임했다. 김 대표는 "1990년대 후반부터 2000년대 초반은 16메가 반도체가 만들어지던 시기였다. 당시 소모성 부품의 주류가 세라믹 계열이었다. 그래서 엔에스피의 주 품목은 세라믹 계열이었는데, 반도체 세대가 교체되면서 이 부품들을 잘 안쓰게 됐다. 오히려 실리콘이나 쿼츠 계열 부품 (수요가) 늘어나게 됐다. 그래서 비씨엔씨를 운영하면서는 이쪽으로 비즈니스 방향을 바꾸게 됐다"고 설명했다.
경기도 이천에 자리잡고 있는 비씨엔씨는 쿼츠, 실리콘 계열 소재로 포커스링을 양산하고 있다. 주요 고객사는 삼성전자, SK하이닉스, 인텔, TSMC 등 글로벌 탑티어 반도체 기업들이다. 포커스링은 반도체 웨이퍼를 깎아낼 때 웨이퍼를 잡아주는 역할을 하는 부품으로 한 달 주기로 교체된다.
그간 국내 부품회사들이 주로 독일이나 일본에서 천연쿼츠를 수입해 부품을 생산해왔다. 그러나 천연쿼츠의 문제점은 공정 중 마이크로버블이 생성된다는 것이다. 버블이 터져 파티클이 웨이퍼에 떨어져 수율을 저하시킨다. 비씨엔씨는 2008년 소재를 카메라 렌즈 소재로 알려진 합성쿼츠로 전환하며 수율과 반도체 수명을 끌어올리는데 성공했다. 국내에서 합성쿼츠 소재 기반 포커스링을 공급하는 곳은 비씨엔씨 뿐이다.
김 대표는 "옛날 16나노 기준 D램은 회로 폭이 넓기 때문에 웨이퍼에 가루가 떨어지더라도 단선 문제가 발생하지 않는다. 그러나 최근에는 칩이 계속해서 소형화되고 선폭이 줄어들자 웨이퍼에 가루가 떨어지면 수율이 뚝뚝 떨어지게 됐다. 그러나 비씨엔씨의 제품에서는 마이크로 버블이 아예 생기지 않는다. 그렇다 보니 수율도 개선되고 수명도 더 길어진다"고 전했다.
처음엔 일본 카메라 회사 니콘으로부터 합성쿼츠를 수입해왔지만 이러한 방식에 한계를 느끼고 소재 개발에도 직접 나섰다. 2017년 미국 코닝사와 공동개발을 통해 QD9 브랜드를 개발하며 국산화에 시동을 걸었다.
김 대표는 "이전에는 쿼츠를 주로 독일, 미국, 일본에서 다 수입을 해왔는데 이렇게 하다 보니 한계점이 있었다. 생산비 중 소재비용의 비율이 높다는 것이다. 더욱이 부품회사들 끼리 서로 반도체 회사에 납품하기 위해 가격경쟁을 하다보면 부품회사의 수익성은 점점 악화될 수 밖에 없다. 이 구조를 탈피하기 위해선 소재에서부터 부품까지 수직 계열화가 완성이 되지 않으면 안 된다고 결론을 지었다"고 전했다.
다만, QD9은 코닝사가 생산을 담당했기 때문에 완전한 국산화라고 보긴 어려웠다. 이에 비씨엔씨는 다음 스텝으로 QD9+를 통해 소재 생산부터 부품 생산까지 국내에서 진행하는 수직계열화에 나섰다. 김 대표는 "기존 QD9 라인 보다 원가 비용을 절감하고 소재를 내재화했다는데 의미가 있다"고 전했다.
차세대 반도체를 위해 합성쿼츠의 수요는 더욱 커질 것으로 전망된다. 김 대표는 "차세대 반도체는 AI, 메타버스, 전기차 등 많은 데이터량을 빠르게 처리할 수 있어야 한다. 처리 용량이 더 크고 전력 소모량은 더 적은 반도체를 찾다보니 탑티어 업체들도 점점 소형화된 칩에 집중 투자할 수 밖에 없다"며 "거기다 선폭이 좁아지고 플라즈마 파워가 강해지면 포커스링 수명은 더 단축돼 수요에 가속도가 붙을 것으로 본다. 현재 전세계 포커스링 중 합성쿼츠가 30% 비중이라면 천연쿼츠를 대체하는 수준이 곧 50%, 70%까지 계속 늘어날 것"이라고 예상했다.
수요 증가세에 발맞춰 생산능력도 공격적으로 늘리고 있다. 이번 상장을 통해 조달하는 자금 대부분도 생산 설비에 투입될 예정이다. 이천에 위치한 소재 생산공장은 작년 말 공사를 마쳤다. 1공장에는 4개의 생산라인이 투입될 예정이며 이는 2021년 캐파의 4배 수준이다. 김 대표는 "공장을 완성해 놓고 지금은 라인의 생산 수율을 높이는 작업을 하고 있다. 아마 올해 4분기부터는 소재도 우리가 만들고, 부품도 우리가 만든 QD9+ 포커스링이 시장에 공급되기 시작할 것"이라고 전했다.
이미 1공장과 동일한 캐파를 가진 2공장도 준비중이다. 김 대표는 "2공장을 지을 부지에 건축 허가까지 받아놨다. 내년 하반기에 착공에 돌입하면 2024년 2분기 부터는 가동이 가능할 것으로 본다. 2공장까지 다 지어지면 총 캐파는 2021년 대비 8배로 늘게된다"고 했다.
아울러 실리콘 카바이드를 대체하는 보롱카보이드 소재 계열의 포커스링 제품인 CD9도 개발했다. 고객사를 대상으로 테스트 진행 중이며 4분기부터 공급을 본격화할 방침이다.
끝으로 김 대표는 "이번 상장은 '포에버 비씨엔씨'라는 목표로 가기 위한 하나의 절차라고 본다"며 "기존에 한국에선 소재를 수입하고 가공해서 부품에서 공급하는데 머물렀다면 이젠 소재라는 원천 기술부터 발전시키는 전문적인 회사로 발전해 갈 수 있도록 노력하고자 한다"며 포부를 남겼다.
lovus23@newspim.com
