반도체 소재와 부품이란?
반도체 칩을 만들려면 여러 가지 **소재(material)**와 **부품(part)**이 필요합니다. 예를 들어, 반도체 칩을 새길 웨이퍼라는 둥근 판이 있어야 하고, 칩 회로를 그릴 때 쓰는 **포토레지스트(PR)**라는 특수 잉크도 필요합니다. 또 회로를 깎아낼 식각(에칭) 가스나 화학액, 칩 표면을 반듯하게 다듬는 CMP 슬러리(연마제), 완성된 칩을 담는 패키징 소재(기판 등), 그리고 칩을 검사할 때 쓰는 테스트 부품(소켓, 핀 등)도 꼭 필요합니다. 여기서는 한국의 다양한 반도체 소재·부품 회사들과 그들이 만드는 것들을 초등학생도 이해할 수 있게 쉽게 설명해 볼게요. 그리고 이 회사들이 삼성전자, SK하이닉스 같은 국내 메모리 기업뿐만 아니라 인텔, AMD 같은 해외 종합 반도체 기업에 납품하는지, 유럽의 Infineon, NXP, STMicroelectronics나 대만 TSMC 같은 해외 기업에도 공급하는지 함께 알아보겠습니다.
웨이퍼: 반도체 칩의 ‘빵판’
반도체 칩은 둥글고 얇은 웨이퍼 위에 만들어집니다. 웨이퍼는 마치 빵을 만들 때 필요한 큰 반죽 판이나 쿠키를 굽는 판 같은 역할을 해요. 이 웨이퍼는 주로 실리콘으로 만드는데, 지름 30cm 정도 되는 커다란 판입니다. 한국에서는 SK실트론이라는 회사가 유일하게 반도체용 실리콘 웨이퍼를 만들어요. SK실트론은 이 웨이퍼를 삼성전자와 SK하이닉스에 공급하고 있고, 그뿐만 아니라 미국의 인텔과 마이크론, 대만의 TSMC 같은 세계적인 반도체 회사들에도 웨이퍼를 팔고 있습니다. 다시 말해, 전 세계 많은 반도체 공장이 SK실트론의 웨이퍼를 받아서 그 위에 칩을 ‘굽고’ 있는 것이죠.
SK실트론의 웨이퍼 생산 클린룸 내부 모습입니다. 방진복을 입은 직원들이 300mm짜리 실리콘 웨이퍼를 만드는 장비를 관리하고 있어요.
웨이퍼를 만드는 일은 매우 어렵고 중요한데, SK실트론은 이렇게 국내외 여러 기업에 웨이퍼를 안정적으로 공급하여 한국 반도체 산업의 든든한 밑바탕이 되고 있답니다. (참고로 웨이퍼를 자르면 많은 조각의 칩이 되는데, 웨이퍼 한 장에 수백 개의 칩이 그려져요.)
포토레지스트: 빛으로 그리는 마법 잉크
반도체 칩 회로는 사진을 찍듯 그려집니다. 이때 쓰는 재료가 **포토레지스트(photoresist)**예요. 포토레지스트는 특별한 액체 잉크로, 웨이퍼 위에 얇게 바르고 빛(자외선)을 비추면 빛 받은 부분만 굳어져요. 그러면 마치 사진 필름처럼 웨이퍼 위에 회로 모양이 생깁니다. 옛날에는 이런 포토레지스트를 일본 등에서 거의 다 수입했지만, 동진쎄미켐이라는 한국 회사가 포토레지스트를 자체 개발해서 공급하기 시작했습니다.
동진쎄미켐은 특히 삼성전자의 3D 낸드 메모리 생산에 필요한 포토레지스트를 독점적으로 공급할 정도로 인정받았어요. 쉽게 말하면, 삼성 메모리 공장에서 일본산 대신 동진쎄미켐의 포토레지스트를 써서 회로를 그리고 있다는 거예요. 2019년에 일본이 포토레지스트 수출을 규제했을 때, 동진쎄미켐이 빠르게 제품을 공급해 삼성의 공장을 멈추지 않게 도와준 사례도 있습니다. 동진쎄미켐은 현재 EUV라는 아주 미세한 회로를 그리는 첨단 포토레지스트도 개발 중이고, 미국 텍사스 현지에 공장을 지어 삼성전자 파운드리 공장 및 다른 해외 고객에도 공급을 늘릴 계획입니다. 이처럼 포토레지스트 분야에서 국내 기업도 세계 시장에 도전하고 있답니다.
> 또 다른 예시: 동진쎄미켐 외에도 와이씨켐(YC케미칼) 같은 중소기업이 특수한 포토레지스트를 만들어요. 와이씨켐은 HBM이라는 고속 메모리의 TSV 공정에 쓰이는 포토레지스트를 개발해 국내 주요 반도체 회사에 공급하고 있어요. 이런 노력 덕분에 한국산 소재로 첨단 기술을 지원할 수 있게 되었어요.
식각 가스와 화학물질: 회로를 새기는 도구
웨이퍼 위에 회로를 그렸다면, 이제 필요 없는 부분을 깎아내는 과정이 필요합니다. 이를 식각(에칭) 공정이라고 해요. 식각을 할 때는 강한 산성 액체나 가스를 써서 회로 모양 외의 부분을 녹여 없앱니다. 예를 들어, **불화수소(HF)**라는 산은 웨이퍼 표면을 깎아내는 식각액으로 쓰이는데, 기체 형태로 쓰면 식각 가스가 됩니다. 과거에 한국은 이 고순도 불화수소를 일본에서 많이 수입했지만, 현재는 솔브레인이라는 한국 회사가 국산화에 성공해서 삼성과 SK하이닉스에 공급하고 있어요. 2019년 일본의 수출 규제 당시 솔브레인이 빠르게 순도 높은 불화수소 식각액을 삼성전자와 SK하이닉스에 제공하여 큰 도움을 준 것으로 유명합니다.
솔브레인은 그밖에도 다양한 반도체 화학 재료를 생산하는데요, **식각액(불산 등)**뿐만 아니라 회로를 세척하는 약품 등도 공급하며 국내 반도체 생산의 숨은 조력자 역할을 하고 있습니다.
또 다른 식각 분야 기업으로 램테크놀러지라는 회사도 있어요. 램테크놀러지는 **SK하이닉스에 고순도 액체 불화수소(식각액)**를 공급한 실적이 있고, 더 많은 생산을 위해 공장에 투자도 했습니다. 즉, SK하이닉스 공장에서도 일본산 대신 램테크놀러지의 식각액을 받아쓴 것이죠.
한편 한솔케미칼이라는 큰 화학소재 회사도 반도체 공정에 중요한 물질들을 만들어요. 한솔케미칼은 식각 후 웨이퍼를 깨끗이 씻는 데 쓰이는 과산화수소(H₂O₂) 용액 분야에서 세계 최고 수준이고, **박막을 형성하는 특수가스(전구체)**도 생산합니다. 이 회사는 삼성전자와 SK하이닉스는 물론, 대만의 TSMC와 미국 마이크론 등에도 제품을 공급하고 있어요. 실제로 TSMC 같은 해외 파운드리에도 한국산 화학 재료를 판매하여 해외 매출 비중을 늘려가고 있습니다.
요약하면, 식각과 세정에 필요한 화학소재 분야에서 솔브레인, 램테크놀러지, 한솔케미칼 등 국내 기업들이 활약하고 있고, 이들은 국내 메모리 회사들에 필수 재료를 공급할 뿐 아니라 일부는 TSMC 등 해외 기업에도 납품하며 한국 소재의 위상을 높이고 있습니다.
CMP 슬러리: 칩 표면을 매끈하게 닦는 연마제
반도체 칩을 만들다 보면 여러 겹의 막이 쌓이고 깎이면서 표면이 울퉁불퉁해집니다. 다음 공정을 잘 진행하려면 표면을 매끈하게 평탄화해야 해요. 이를 위해 CMP(화학기계적 연마) 공정을 거치는데, 이때 쓰이는 약품이 CMP 슬러리입니다. 슬러리는 미세한 연마 입자가 들어있는 액체로, 약한 화학물질과 함께 웨이퍼 표면을 고르게 닦아내는 역할을 합니다. 쉽게 말해 반죽처럼 생긴 연마 크림으로 반도체 표면을 문질러 평평하게 만드는 것이죠.
CMP 슬러리 분야에서도 국내 기업들이 중요한 역할을 하기 시작했습니다. 앞서 언급한 솔브레인은 CMP 슬러리도 생산하는데, 특히 HBM이라고 불리는 초고속 메모리칩 제조에 필요한 특수 CMP 슬러리를 **삼성전자와 SK하이닉스에 현재 독점 공급하고 있습니다. 이는 원래 미국이나 일본 기업들이 장악한 시장이었는데, 솔브레인이 세계에서 유일하게 HBM 공정용 특수 슬러리를 개발·양산함으로써 두 회사에 단독 납품하고 있는 거예요. 덕분에 삼성과 하이닉스는 국산 슬러리로 첨단 메모리를 만들 수 있게 되었고 비용 협상력도 높아졌다고 해요. 솔브레인은 이러한 성과로 CMP 분야 국산화의 선두주자로 불립니다.
또 다른 CMP 슬러리 업체로 **케이씨텍(KC텍)**을 들 수 있습니다. 케이씨텍은 본래 반도체 장비 회사이지만 CMP 장비와 함께 슬러리 소재도 개발하여 공급하고 있어요. 이 회사는 일본 후지미, 히타치 등이 강세였던 CMP 슬러리 분야에서 특허를 많이 출원하며 기술력을 키웠고, DRAM이나 NAND 플래시 메모리의 CMP 공정에 쓰이는 슬러리를 국산화했습니다. 현재 삼성전자와 SK하이닉스 등에서 케이씨텍의 슬러리를 사용하고 있고, 일부는 해외에도 수출되고 있어 조용한 효자산업으로 불립니다(정확한 고객사는 공개되지 않았지만, 업계에서 평가가 좋다고 알려져 있습니다).
정리하면, CMP 슬러리는 반도체를 매끄럽게 다듬는 연마용 액체인데, 여기에도 솔브레인과 케이씨텍 같은 국내 기업의 제품이 쓰이고 있습니다. 특히 HBM같은 첨단 메모리의 경우 한국 업체 슬러리가 핵심적으로 공급되고 있어요.
패키징 소재: 완성된 칩을 연결하고 감싸는 재료
웨이퍼에서 칩을 다 만들고 나면, 그 맨살(?) 그대로 쓰지 않고 보호하면서 다른 부품들과 연결할 수 있게 **포장(packaging)**을 해야 합니다. 쉽게 비유하면, 반도체 칩을 알몸 상태로 두지 않고 옷을 입혀주는 과정이 패키징이에요. 이 때 필요한 것이 패키징 소재들입니다. 대표적인 패키징 소재로는 반도체 패키지 기판(서브스트레이트), 솔더볼(납땜용 작은 금속 볼), 본드와 몰딩 재료 등이 있어요. 여기서는 특히 많이 쓰이는 패키지 기판과 솔더볼 쪽의 한국 기업들을 소개할게요.
패키지 기판은 작은 **인쇄회로기판(PCB)**으로, 반도체 칩과 메인보드 사이를 연결해주는 다리 역할을 합니다. 칩을 이 기판 위에 올리고 전기적으로 연결하면, 칩을 다른 부품들과 쉽게 연결하고 보호할 수 있게 됩니다. 한국의 **심텍(Simmtech)**이라는 회사는 이런 반도체 패키지용 기판을 전문적으로 만드는 기업이에요. 심텍은 주로 메모리 모듈용 PCB와 메모리 패키지 기판을 생산하는데, 삼성전자, SK하이닉스, 미국 마이크론 같은 세계 3대 메모리 업체 모두에 기판을 공급하고 있습니다. 예를 들어, 요즘 데이터센터 등에 쓰이는 DDR5 메모리 모듈 기판을 삼성과 하이닉스에 납품하고 있고, 그래픽 메모리용 기판도 주요 고객사(삼성, SK 등)에 제공하고 있어요. 심텍은 매출의 70% 이상이 이렇게 세 메모리 회사에 집중될 만큼 메모리 분야에서 중요한 공급사입니다.
심텍 외에도 대덕전자, 삼성전기, LG이노텍 등이 첨단 패키지 기판(특히 고성능 칩용 FC-BGA 기판) 분야에 힘을 쏟고 있습니다. 예를 들어, 삼성전기와 LG이노텍은 원래 스마트폰 등 기판 사업을 했는데, 최근 **서버용 CPU/GPU 같은 고성능 반도체용 기판(FC-BGA)**을 생산하고 있고, 대덕전자도 이를 대량 양산하기 시작했어요. 특히 삼성전기는 AMD라는 미국의 유명한 비메모리 반도체 회사와 직접 계약을 맺고 고성능 서버용 패키지 기판을 공급하기 시작했습니다. 이는 한국 업체가 일본·대만이 강했던 고급 기판 시장에 진출하여 해외 유수 기업(AMD)의 주문을 따낸 사례로 주목받고 있어요. 즉, 이제 전세계 최신 CPU나 AI 가속기 등에 한국산 기판이 쓰일 수 있게 된 것이죠.
> 솔더볼: 반도체 칩을 기판에 붙일 때는 아주 작은 납땜용 금속 볼들이 필요합니다. 이걸 **솔더볼(solder ball)**이라고 하는데요, 한국의 덕산하이메탈이라는 회사가 세계 2위 수준의 솔더볼 제조사로, 삼성전자 등 메모리 고객사에 솔더볼을 공급하고 있습니다. 특히 HBM 같은 최신 메모리에는 수천 개의 미세 솔더볼이 쓰이는데, 덕산하이메탈이 일본 1위 업체와 경쟁하며 국내 메모리 업체에 제품을 대주고 있어요.
이처럼 패키징 소재 분야에서도 국내 대기업부터 중견기업까지 다양한 회사들이 활약하고 있습니다. 심텍, 대덕전자 등은 메모리 및 AI칩용 기판을 공급하고, 삼성전기, LG이노텍도 첨단 기판 기술로 글로벌 업체들과 거래를 늘리는 중입니다. 덕산하이메탈 같은 부품사는 칩을 연결하는 미세한 볼까지 국산화하여 지원하고 있지요. 다만 유럽의 Infineon이나 NXP 등이 한국산 패키지 기판이나 소재를 직접 쓰는 사례는 현재 특별히 알려진 건 없습니다. 그러나 전반적으로 패키징 소재는 전 세계 반도체 생태계에 공급되기 때문에, 한국 업체들의 제품이 OSAT(반도체 조립 전문 회사)나 해외 팹리스 업체들의 패키징 과정에 간접적으로 쓰이고 있을 가능성은 높습니다.
테스트 부품: 반도체 칩을 검사하는 소켓과 핀
마지막으로, 다 만든 반도체 칩이 **제대로 동작하는지 검사(test)**해야겠지요? 이를 위해 테스트 장비에 칩을 넣고 전류를 흘려보며 확인하는데, 칩을 장비에 연결해주는 부품이 바로 테스트 소켓과 **테스트 핀(프로브)**입니다. 쉽게 말해, 전구를 소켓에 끼우듯 칩을 소켓에 꽂고, 소켓에는 여러 **핀(pin)**이 나와 있어 전기 신호를 전달하는 구조예요. 이러한 테스트용 부품도 소모품이라서 품질이 아주 중요하답니다.
한국의 **ISC(아이에스시)**라는 회사는 이 반도체 테스트 소켓 분야에서 세계 1위를 달리는 기업입니다. ISC는 특히 자체 개발한 실리콘 러버(silicon rubber) 방식 소켓 기술로 유명한데, 이는 기존의 가는 금속 핀(포고핀) 방식보다 신호 전달이 빠르고 칩 손상을 줄인 혁신적인 소켓입니다. 삼성전자가 새로운 칩 패키지 방식을 도입할 때 ISC가 함께 국산화를 이루었고, 지금은 삼성전자, 인텔 등 세계 주요 반도체 업체에 ISC 소켓을 공급하고 있습니다. ISC 매출의 75%가 해외에서 나올 정도로, 전세계 거의 모든 큰 반도체 회사들이 ISC의 소켓을 쓰고 있다고 보셔도 됩니다. (예를 들어 인텔의 CPU 테스트에도 ISC 소켓이 쓰이고 있고, 스마트폰용 AP나 메모리 테스트에도 ISC 제품이 널리 쓰입니다.)
또 **리노공업(Leeno)**이라는 회사는 반도체 검사용 핀(프로브 핀) 분야에서 세계 최고 수준입니다. 리노공업이 만드는 **‘리노핀’**은 머리카락 굵기의 1/10 정도로 아주 얇은데, 이 핀이 칩의 아주 작은 전극에 닿아도 정확하게 신호를 전달해요. **글로벌 프로브 핀 시장의 약 70%**를 리노공업이 점유하고 있을 정도로 기술력이 뛰어납니다. 리노공업의 주요 고객도 삼성전자와 SK하이닉스 등이고, 그밖에 퀄컴, 엔비디아 같은 팹리스와 TSMC 같은 파운드리 등 전 세계 1천 곳이 넘는 기업들이 리노공업의 핀과 소켓을 사용하고 있습니다. 다시 말해, 미국, 유럽, 대만을 막론하고 다양한 반도체 회사들이 이 한국산 테스트 핀/소켓을 통해 자기 칩을 검사하고 있는 셈이지요. (예를 들어 TSMC에서 생산된 애플이나 AMD 칩을 검사할 때도 리노공업이나 ISC의 제품이 활용될 가능성이 높습니다.)
테스트용 부품 분야는 일반 소비자에게는 잘 알려지지 않았지만, 한국의 ISC와 리노공업은 작지만 세계 시장에서 큰 활약을 하는 숨은 강자들입니다. 이들 덕분에 삼성이나 SK하이닉스뿐만 아니라 인텔, AMD, Infineon 같은 해외 기업들도 신뢰성 높은 테스트 소켓과 핀을 공급받을 수 있어요. (실제로 Infineon이나 STMicroelectronics 같은 유럽 회사들이 한국산 테스트 소켓/핀을 직접 쓴다는 공개 정보는 없지만, 리노공업의 고객이 워낙 많아 유럽 기업들도 당연히 포함될 것으로 업계는 보고 있습니다.)
해외 기업 납품 여부와 결론
지금까지 살펴본 국내 소재·부품 기업들은 대부분 삼성전자와 SK하이닉스 등과 거래하면서 성장해왔습니다. 요약해보면, SK실트론(웨이퍼), 동진쎄미켐(포토레지스트), 솔브레인(HF 식각액·CMP), 한솔케미칼(전구체·화학), 심텍(패키지 기판), 덕산하이메탈(솔더볼), ISC(테스트 소켓), 리노공업(테스트 핀) 등은 국내 메모리 및 디스플레이 대기업에 꾸준히 납품해온 업체들입니다. 이중 다수는 삼성전자와 SK하이닉스 의존도가 높지만, 최근 들어 해외 시장으로 판로를 넓히는 추세입니다.
TSMC(대만): 웨이퍼의 SK실트론, 화학소재의 한솔케미칼, 테스트 핀의 리노공업 등이 TSMC에 제품을 공급하고 있습니다. TSMC가 삼성 못지않게 큰 고객으로 등장한 것이지요.
Intel(미국): SK실트론 웨이퍼와 ISC 소켓 등이 인텔에 납품되고 있습니다.
AMD(미국): 직접 반도체 공장이 없는 팹리스 회사이지만, AMD의 칩 생산·테스트 과정에도 한국 소재·부품이 관여합니다. 예를 들어 삼성전기는 AMD와 직접 계약하여 CPU/GPU용 패키지 기판을 공급 중입니다. 또한 AMD 칩을 제조하는 파운드리(TSMC)나 테스트하는 과정에 SK실트론 웨이퍼, ISC/리노공업의 소켓·핀 등이 활용되고 있습니다.
Infineon, NXP, STMicroelectronics(유럽): 이들 기업에 직접 제품을 납품한다고 명시된 국내 소재업체는 현재까지는 드뭅니다. 다만 Infineon 등이 전력반도체용으로 사용하는 SiC(탄화규소) 웨이퍼 분야에서는 SK실트론이 미국 자회사를 통해 생산한 SiC 웨이퍼를 일부 자동차용 반도체 업체(예: 독일계 등)에 공급하고 있기도 합니다. 그리고 테스트 부품 부문에서는 앞서 언급한 대로 리노공업 등이 워낙 다수의 글로벌 고객을 확보하고 있어, 유럽의 칩 제조사들도 간접적으로 한국 제품을 쓰고 있을 가능성이 높습니다.
아래 표에는 지금까지 언급한 국내 주요 소재·부품 기업들의 핵심 제품과 납품처를 정리했습니다. 한국의 중소·중견 기업들이 반도체 생태계의 다양한 분야에서 활약하며, 국내 대기업은 물론 해외 글로벌 기업에도 기여하고 있음을 알 수 있습니다.
국내 반도체 소재·부품 기업 및 주요 납품처 (요약 표)
기업명 주요 제품 (소재/부품) 납품처 (주요 고객사)
SK실트론 실리콘 웨이퍼 (300mm 등) 삼성전자, SK하이닉스, 인텔, 마이크론, TSMC 등
동진쎄미켐 포토레지스트 (감광액) 및 관련 화학재료 삼성전자 (특히 3D 낸드 공정에 독점 공급), SK하이닉스 등 국내 반도체사
솔브레인 식각액(불화수소 등) 및 세정액, CMP 슬러리 삼성전자, SK하이닉스 (HBM용 슬러리 단독 공급). 2019년 일본 규제 후 불산 국산화로 유명
램테크놀러지 각종 식각액 (불화수소 등) 및 박리액 SK하이닉스 (고순도 액체 불화수소 공급), 삼성전자 등 (추가 평가 진행)
한솔케미칼 전구체(Precursor) 가스, 과산화수소 등 삼성전자, SK하이닉스, TSMC, 마이크론 등에 공급 (글로벌 시장 개척)
케이씨텍 CMP 장비 및 슬러리 (연마제) 삼성전자, SK하이닉스 등 (특허 다수 출원, 일본 업체 대체). 일부 제품 해외 수출
심텍 반도체 패키지 기판 및 메모리 모듈 PCB 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 (메모리 3사에 기판 공급, 매출 70%)
삼성전기 FC-BGA 고성능 패키지 기판 인텔, AMD 등 (AMD 서버 CPU/GPU 기판 공급 개시), 기타 글로벌 (애플 등)
LG이노텍 반도체 기판 (FC-BGA 등) 애플 등 모바일향(과거), 향후 AI·서버용 기판 생산 확대
대덕전자 반도체 패키지 기판 (FC-BGA 등) 삼성전자, SK하이닉스 (메모리용 기판). 향후 AI칩용 기판 생산 확대
덕산하이메탈 솔더볼 (칩 접속용 미세 납땜 볼) 삼성전자, SK하이닉스 등 메모리 업체 (세계 2위, HBM 등에 공급)
ISC(아이에스시) 테스트 소켓 (실리콘 러버 소켓 등) 삼성전자, 인텔 등 글로벌 반도체 기업 (세계 1위 소켓 업체, 해외매출 75%)
리노공업 테스트 핀(프로브) 및 소켓 삼성전자, SK하이닉스, TSMC, 퀄컴, 엔비디아 등 전 세계 1000여 고객사 (글로벌 점유율 70%)
자료: 각 사 공개 자료 및 언론 보도 종합 등
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이와 같이 국내 반도체 소재·부품 업체들은 웨이퍼부터 화학물질, 기판, 테스트 부품까지 다양한 범주에서 활약하고 있습니다. 처음엔 국내 대기업 협력을 통해 성장했지만, 이제는 일부 세계 시장에서도 인정받으며 해외 유수 기업들의 공급망에 이름을 올리고 있어요. 비록 아직 일본이나 미국 기업들이 강세인 분야도 많지만, 한국 기업들의 기술 축적으로 글로벌 반도체 생태계에서 국산 소재·부품의 비중이 점점 커지고 있다는 것을 알 수 있습니다. 이것이 가능하도록 묵묵히 노력하는 여러 중소·중견 업체들의 역할이 매우 크답니다. 앞으로도 이 소부장(소재·부품·장비) 기업들이 국내외 반도체 산업의 든든한 버팀목이 되어줄 것으로 기대됩니다.