국내 반도체 특수가스 산업 이해

1. 산업용 식품
집적 회로를 만드는 데 사용되는 대형 실리콘 칩에 비해, 특수가스의 응용은 특수가스 반도체 분야에서 일반 대중에게 비교적 생소합니다. 반도체 및 평판 디스플레이 재료의 “식품'이자 ”원천'으로 알려져 있으며 반도체 제조에 필수적인 전략 물질입니다.

 

이 범주는 중국 산업 시스템에서 30년 동안 침전되어 왔지만, 실제로 발전한 것은 지난 10년 동안입니다. Prospective Industry Research Institute가 발표한 중국 특수가스 산업의 생산 및 마케팅 수요와 투자에 대한 예측 및 분석 보고서에 따르면, 특수가스는 주로 전자, 화학 산업, 의료, 환경 보호 분야에서 사용되며, 이 중 전자 산업이 약 41%를 차지합니다.

간단히 말해, 칩 제조는 실리콘 웨이퍼 준비, 실리콘 웨이퍼 제조, 실리콘 웨이퍼 테스트/선별, 조립 및 패키징, 테스트, 최종 테스트의 다섯 가지 생산 단계를 포함하며, 이들은 서로 독립적이지만 특수가스는 모든 측면에 어느 정도 관여합니다.

 

예를 들어, 반응 시스템에 필요한 에너지를 공급하기 위해 가스 혼합을 통해 실리콘 웨이퍼 표면에 고체 막층을 증착해야 합니다. 이 과정을 “화학 기상 증착(CVD)”. 이라고 합니다. 일반적으로 사용되는 특수가스에는 고순도 질소, 실란 등이 있습니다; 또 다른 예로, 고순도 사불화탄소, 고순도 육불화에탄 및 기타 불소계 가스 는 에칭 공정에서 사용되는 주요 매체입니다.

사불화탄소는 플라즈마 에칭 가스에 사용됩니다.

 

응용 분야에 따라 특수가스는 도핑 가스, 에피택셜 가스, 이온 주입 가스, LED 가스, 포토리소그래피 가스, 캐리어 가스, 희석 가스로 나눌 수 있습니다. 그 중에서도, 포토리소그래피 가스 는 리소그래피 기계에 의해 생성된 심자외선의 원천입니다. 다른 포토리소그래피 가스에 의해 생성된 광원의 파장이 다르며, 이는 리소그래피 기계의 해상도에 직접적인 영향을 미칩니다. 리소그래피 장비의 핵심 요소 중 하나입니다.

 

특수가스는 순도, 조성, 유해 불순물 최대 함량, 제품 포장, 보관 등에 대해 매우 엄격한 요구 사항을 가지고 있습니다., 이는 첨단 기술 및 고부가가치 제품에 속합니다.

 

현재, 110종 이상의 반도체 산업에서 사용되는 특수가스가 있으며, 일반적으로 20~30종이 사용됩니다., 원자재 수요의 14%를 차지하며, 대형 실리콘 웨이퍼 다음으로 큰 비중을 차지합니다.

 

필수적인 핵심 소재로서 국내 반도체 산업의 급속한 발전은 특수가스 수요의 큰 증가를 이끌었습니다. 중국 반도체 산업 협회의 데이터에 따르면, 2018년에, 중국 전자 특수가스 시장 규모는 121.6억 위안에 달했습니다, 전년 대비 11.2% 성장했으며, 글로벌 시장의 38.15%를 차지했습니다; 2024년에는 시장 규모가 230억 위안에 달할 것으로 추정됩니다. 전 세계적으로 전자 특수가스에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 2018년에, 집적 회로용 전자 특수가스의 글로벌 시장 규모는 미화 44.51억 달러에 달했습니다 (약 318.7억 위안)，전년 대비 15.9% 증가했습니다.

 

인터넷, 항공우주 통신, 무인 운전 등 첨단 기술 산업의 초석으로서, 국제 경쟁에서 중국의 위치 발전을 위해, 따라서, 반도체 생산의 필수 수요로서, 전자 특수가스는 성장 잠재력이 큰 세분화 트랙입니다.

 

수년간의 기술 축적과 인수 합병을 통해, 글로벌 산업용 가스 시장은 “4대 가스 기업”의 과점 패턴을 형성했습니다.”. 특수 가스 산업의 발언권 또한 확고하게 쥐고 있는 것은 에어 리퀴드, 린데, 프랙세어, 에어 프로덕츠 앤 케미컬스입니다..

 

현재, 중국의 특수 가스는 주로 수입됩니다.. 2018년 2월 기준, 중국의 특수 가스 수입액은 24억 5100만 달러에 달한 반면, 수출액은 1억 4600만 달러에 불과했습니다. 이는 해외 기업이나 정부가 이 기회를 이용해 중국의 반도체 산업에 제재를 가할 경우, 국내 특수 가스 기업의 기존 생산 능력으로는 효과적인 보충을 달성할 수 없음을 의미합니다.

 

2. 부족의 시대

왜 중국의 전자 특수 가스는 타국에 의해 통제될까요? 그 답은 반도체 산업의 발전 과정에 있습니다.

 

1950년대에 중국의 반도체 산업은 아직 초기 단계에 있었습니다. 제1차 및 제2차 5개년 계획에서 반도체는 핵심 과학 기술 프로젝트로 포함되었습니다. 그러나 국제 및 국내 정치 상황의 급격한 변화로 인해 국가는 반도체에 대한 투자를 거의 중단했습니다.

 

개혁 개방 이후, 중국 반도체 산업의 발전이 다시 논의되었습니다. 그러나 해외 국가와의 격차는 이미 엄청났습니다.

 

한편, 미국, 일본, 한국 등은 전자 산업 분야에서 10년 이상의 경험을 축적했습니다. 전자 특수 가스 산업은 반도체의 급속한 발전으로 인해 산업용 가스 산업에서 세분화되었으며, 점차 수많은 선도 기업과 성숙한 국제 협력 모델을 발전시켰습니다.

 

1980년대 중반, 에어 프로덕츠 앤 케미컬스(APCI)가 중국에 진출하여 중국에 투자한 최초의 해외 가스 기업이 되었습니다. 주로 국내 철강 및 화학 기업에 공기 분리, 산소 발생 장비 등의 산업용 가스 장비를 판매했습니다. 주목할 점은 이 시기에 APCI가 전자 산업의 소량 생산 요구를 충족시키기 위해 베이징-톈진 지역에 소량의 특수 가스 제품을 공급하기 시작했다는 것입니다.

 

이후, 전 세계의 가스 기업들이 잇달아 중국에 투자했습니다., 또는 독자 기업을 설립하거나 합작 투자를 통해 공장을 세워 중국 시장을 장악했습니다. 한동안 정책, 공장, 노동력을 제공하는 국내 기업과 기술 및 장비를 제공하는 외국 기업의 합작 투자가 중국 전역에 우후죽순 생겨났습니다. 1995년 5월 말까지 외국 가스 기업들은 중국에 5억 2,000만 달러 이상을 투자했으며, 약 58개의 합작 가스 기업이 설립되었습니다..

 

개혁 개방이 심화됨에 따라 중국 가스 산업은 다른 국가의 장점을 활용하여 기술 및 장비의 격차를 메울 수 있었습니다. 그러나 이는 중국 특수 가스 산업의 발전에 잠재적 위험을 초래하기도 했습니다.

 

이 기간 동안 중국 반도체 산업이 도입한 대부분의 패키징 및 테스트 공정은 기술 함량이 낮아 중국 반도체 산업이 공급망에서 불리한 위치에 놓이게 되었고, 이는 상류 특수 가스의 생산 및 공급 수준에 직접적인 영향을 미쳤습니다. 동시에 하류 부문의 발전 동력이 전적으로 정책 투자에 의존하고 단기적인 결과와 이익을 중시하며 장기적인 개념이 부족했기 때문에, 이러한 '독을 마셔 갈증을 해소하는' 사고방식이 특수 가스 분야로 확산되었습니다. 외국 기업과 협력하면 큰 이익을 얻을 수 있었고, 게다가 기술 격차가 너무 커서 연구개발에 전념하는 기업이 거의 없었습니다.

 

반대로, 선두 위치를 유지하기 위해 첨단 외국 가스 기업들은 매년 막대한 연구개발 투자를 했습니다. 1995년을 예로 들면, 가스 기업의 최저 연구개발 투자액은 6,100만 달러, 최고는 1억 4,460만 달러였습니다., 이는 순이익의 최고 36.75%를 차지했습니다..

 

주목할 점은 그 해에 영국 BOC 프로세싱 이큅먼트 컴퍼니가 전자, 금속 등의 생산에 특히 적합한 현장 조립식 질소 생산 장비를 설계 및 개발했다는 것입니다.

 

중국의 가스 전문 산업은 독립적인 연구 개발 능력이 부족하여 거인의 뒤를 바라볼 수밖에 없었다. 중국은 시장을 기술로 교환하는 전략이 결코 장기적인 해결책이 아님을 점점 깨닫게 되었다. 2000년 6월, 국가는 처음으로 반도체 산업을 국가 전략 수준으로 격상시키고 “소프트웨어 산업 및 집적 회로 산업 발전 장려 정책”(이하 “18호 문서”)을 발표하여 반도체 산업을 활성화했다. 이듬해 9월, “18호 문서'를 이행하기 위해 ”국무원 판공청의 소프트웨어 산업 및 집적 회로 산업 발전 정책 추가 개선에 관한 답변서'가 발표되었다.

 

그러나 역사적 조건의 제한으로 인해 두 문서 모두 반도체의 국산화에 초점을 맞추었고, 상류 전문 가스 및 기타 원자재 산업이 반도체에 미치는 제약을 고려하지 못했다. 2020년까지 “새 시대 집적 회로 산업 및 소프트웨어 산업의 고품질 발전 촉진을 위한 여러 정책'이 발표되면서, 중국 반도체 산업의 분포는 집적 회로 생산에 특화된 것에서 전체 반도체 산업 체인으로 확장되었다..

 

”두 탄의 아버지“ 첸쉐썬이 한탄했듯이: ”1960년대에 우리는 “두 탄과 하나의 위성'에 전념하여 많은 것을 얻었지만, 1970년대에 반도체에 전념하지 않아 많은 것을 잃었습니다.”.

 

3. 분수령

SMIC 인터내셔널의 창립자 장루징은 한때 말했다: “반도체 산업은 장기간 투자해야 하며, 관련 직원들도 고독을 견딜 수 있어야 합니다.” “18호 문서” 발표 이후, 중국은 반도체 기술 연구에 전념하기 시작했고, 국내 전문 가스 기업들도 그 속도에 맞춰 기술적 난관을 극복하기 시작하여 일부 성과를 거두었다.

 

2010년 제14차 전국 S전문 가스 연례 회의에서, 업계 관계자들은 자신감 있게 외치기 시작했다: “ 국산 전문 가스는 반드시 중국 칩, LED, 태양전지 등 분야의 주력이 되어야 한다. 그것은 시간문제일 뿐이다!”

 

이러한 자신감은 국내 고순도 암모니아가 태양광 분야에서 수행한 큰 역할에서 비롯되었으며, 당시 국내 시장은 연간 약 1000톤의 고순도 사불화탄소가 필요했고, 순도 99.9995%로 기본적으로 수요를 충족했다. 이를 바탕으로 전문 가스 실무자들은 국내 기업이 이미 대규모 생산 능력을 보유하고 있으며, 국산화가 대세이며 금융 위기 이전의 “가격은 있지만 물건은 없는” 시대가 기본적으로 끝났다고 기쁘게 믿었다..

 

그러나 현실의 발전은 그러한 결론이 아직 이르다는 것을 증명했다. 단일 기술 혁신으로 중국의 전문 가스 기업이 자랑할 수는 없었다. SAI의 통계에 따르면 2019년에도 글로벌 가스 거인은 여전히 중국 전문 가스 시장의 88% 점유율을 차지했으며; 국내 기업은 12%에 불과하여 말 그대로 틈새에서 살아남는 상황이었다.

국내 전자 가스 시장 점유율

 

업계 관계자에 따르면, 초대규모 집적 회로 및 신형 디스플레이 패널과 같은 고정밀 다운스트림 산업은 have 엄격한 가스 공급업체 선정 과정을 거치며, 긴 인증 주기와 강한 고객 충성도를 보입니다. 또한 고객들은 다품종, 소량, 고빈도의 특성을 가지고 특수가스 공급에 대해 요구합니다. 고객들은 공급업체가 원스톱 가스 서비스를 제공해주기를 바랄 뿐만 아니라, 가스 회사의 종합적인 서비스 역량과 유통 능력에 대해 더 높은 요구를 합니다. 이 모든 것은 기업이 깊은 산업 축적과 깊은 산업 이해를 갖추어야 함을 의미합니다. 즉, 현지화라는 오랜 염원을 실현하기 위해 기술적 돌파는 한 가지 측면에 불과합니다. 종합적인 역량을 키워야만 더 넓은 범위에서 국제 거대 기업들과 경쟁할 수 있습니다.

 

고객들은 특수 가스예: 공급 기업에 대해 엄격한 요구를 합니다.

 

현실을 명확히 인식한 중국의 가스 회사들은 더욱 진지하고 확고한 태도로 산업의 더 깊은 내부로 뛰어들었습니다. Haute gas를 예로 들면, 특수가스 분야의 선구자로서, Haute gas는 고순도 육불화에탄, AR/F/NE 혼합 가스, AR/NE 혼합 가스 및 기타 특수가스 제품에 대한 수입 규제를 깨뜨렸고, 20개 제품의 국산화 대체가 되었다.

생산 과정에서 합성, 정제, 혼합가스 제조 등 여러 기술의 연구개발에 주의를 기울이는 것 외에도, Haute Gas는 고객 수요에 대한 구체적인 분석을 통해 국내 선도적인 기술력과 종합적인 서비스 역량을 함양하였으며, 다음과 같은 유명 고객사의 신뢰를 얻었다. SMIC 인터내셔널, TSMC, 차이나 리소스 마이크로일렉트로닉스, 그리고 BOE, 이는 가스 재료의 제약을 해결하는 데 도움을 주었을 뿐만 아니라 8인치 이상의 국내 집적회로 제조업체에 대해 80% 이상의 고객 커버리지를 달성했다.

 

뿐만 아니라 Haute Gas는 글로벌 선도 반도체 기업의 공급망 체계에도 진입하였다. 예를 들어, 인텔, 마이크론 테크놀로지, 텍사스 인스트루먼트, 하이닉스.

 

유사하게, 진홍 가스는, 과학 연구 능력에 능한 진홍 가스는 많은 우량 고객과 장기적이고 안정적인 관계를 구축해 왔다. 진홍 가스의 재무 보고서에 따르면, 가스 업계에서 유일하게 전자 가스 연구개발에 초점을 맞춘 국가급 기업 기술 센터, CANS 연구소, 박사후 연구소를 보유하고 있으며, 전자 반도체 분야에 적용되는 특수가스와 벌크 가스를 핵심 연구개발 방향으로 삼았다. 연구개발 투자로 인해 회사는 가스 생산, 정제, 검출, 운송, 사용의 전 과정에 걸쳐 여러 핵심 기술을 보유하게 되었으며, 150개의 특허(32개의 발명 특허 포함)를 보유하고 있다. 2019년 진홍 가스의 핵심 기술 매출은 전체 매출의 87% 이상을 차지했다.

 

국제 대기업과의 경쟁에서 국내 특수가스 기업들은 앞서 나가며 강력한 연구개발 능력, 다양한 제품 유형, 반도체 산업의 브랜드 우위라는 핵심 역량을 점차 형성하고 있음을 알 수 있다. 겉보기에 거대한 시장 점유율 격차는 역량 변화를 통해 역전될 수 있다.

 

4. 량산으로 강제됨

현 상황에서 특수가스의 국산화는 불가피한 선택이 되었다.

 

오랫동안, 특수가스는 수입에 크게 의존하여 높은 제품 가격, 긴 배송 주기, 적시성 없는 서비스 문제를 초래했다., 이는 하류의 생산 활동에 심각한 영향을 미치고 중국 반도체 산업의 안정적인 발전을 저해했다. 국내 반도체 및 신에너지 산업의 급속한 발전과 함께 특수가스 국산화에 대한 수요는 점점 더 강력해지고 있다. 국가 산업 정책의 지원과 국내 특수가스의 기술적 돌파는 객관적으로 국내 특수가스가 점차 수입을 대체할 수 있게 만들었다..

 

중국과 미국 간의 갈수록 증가하는 무역 마찰은 또한 중국의 반도체 산업에 대한 이해를 심화시켰으며, 사람들의 관심은 설계 및 제조와 같은 단일 단계에서 과학 연구, 개발, 설계, 재료 생산, 통합 응용, 시스템 생태계 전반으로 확대되었다.

 

한편, 세계의 장기적인 공장인 중국은, 산업 전환의 중요한 전환점에 있었습니다.. 한편으로 중국은 세계 선두의 5G 기술을 보유하고 있으며 언제든지 추월할 준비가 되어 있었습니다. 다른 한편으로 중국은 반도체 산업 체인의 여러 측면에서 다른 국가들에 의해 제약을 받았습니다. 장점과 단점의 불균형은 중국의 국제 경쟁력을 심각하게 제한했습니다.

 

2018년 ZTE 사건부터 2019년 화웨이 제재, 그리고 최근 TikTok “매각” 및 “네트워크 청소” 조치 강요까지…… 미국 정부의 조치로 인해 중국은 독립적이고 통제 가능하며 안전하고 신뢰할 수 있는 반도체 산업 시스템을 구축하는 것이 중요한 전략적 배치이며 따라잡고 추월할 돌파구임을 깨달았습니다.

 

“산업의 식량'으로서 특수 가스의 국산화를 가속화하는 것은 중국 반도체 산업을 위한 독립적인 산업용 곡물 창고를 최대한 빨리 구축하는 것입니다. 최근 몇 년 동안 호의적인 정책과 시장 공간에 힘입어 특수 가스는 자본 시장에서 선호를 받고 있습니다.

 

예를 들어 진훙 가스(Jinhong Gas)는 2020년 5월 20^일, 증권감독위원회(CSRC)가 공모로 17억 위안 이상을 조달하는 것을 승인했으며, 이 중 60% 이상이 전자 특수 가스 신제품 연구개발에 사용되어 외국 독점을 깨고 시장 점유율을 높일 예정입니다. 이후 궈성 증권은 보고서를 발표하며 진훙 가스가 향후 3년간 각각 13억 위안, 15.3억 위안, 17.7억 위안의 매출을 달성하고, 모회사 귀속 순이익 1.81억 위안, 2.46억 위안, 3.04억 위안을 실현할 것으로 추정하며 “매수” 등급을 부여했습니다.

 

공교롭게도 2019년 말 과학기술혁신위원회에 상장된 하오터 가스(Haute Gas)도 회사 연례 보고서에서 전자 특수 가스의 R&D 투자와 마케팅 네트워크 적용 범위를 확대하겠다고 강조했으며, 최근에는 장기 전략 투자 펀드를 포함한 262명의 주주를 대상으로 127만 주의 비공개 배정 주식을 발행했습니다.

 

실제로 많은 국내 특수 가스 기업, 예를 들어 난다 광전자, 하오화 기술, 자크 기술, KMT 가스, 는 전자 특수 가스 분야에서 사업을 적극적으로 확장하고 있으며 자본의 축복을 받고 있습니다. 국제 거대 기업과 기술 경쟁을 하는 동시에 대체의 거대한 공간을 확보하고 있습니다.

 

다양한 내부 및 외부 요인이 중첩되었지만, 일단 중국의 특수 가스 산업이 돌파를 결심하면 분명 업계乃至 세계의 거인이 탄생할 것이라고 믿습니다..

 

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