차세대 반도체 웨이퍼시장을 둘러싼 기존의 폴리시드(Polished) 웨이퍼 제품과 새로운 에피택셜(Epitaxial) 웨이퍼(이하 에피웨이퍼)의 시장 주도권 경쟁이 폴리시드 제품의 승리로 가닥을 잡아가고 있다.
이는 지난해 삼성전자가 기존 폴리시드 웨이퍼의 표면 결함을 획기적으로 없앨 수 있는 새로운 제조기술을 개발하고 본격적으로 제품을 양산한 데 이어 최근 LG반도체도 이의 개발 및 양산에 성공함에 따라 에피웨이퍼의 보급 확산에 제동이 걸린 것이다.
더욱이 두 회사 개발 담당자들도 『최근에 개발된 결함제어 웨이퍼 기술은 현재의 64MD램 제조는 물론 향후 2백56MD램 및 3백㎜ 웨이퍼 제조에까지 확대 적용될 계획이며 따라서 당분간 폴리시드 제품 대신 에피웨이퍼를 사용할 가능성은 극히 희박하다』고 밝혀 에피웨이퍼의 향후 시장 전망은 더욱 어두워졌다.
그동안 반도체 웨이퍼시장을 주도해온 폴리시드 제품은 웨이퍼를 만들 때 실리콘봉에 있는 0.1∼0.2미크론 크기의 미세한 결함들로 인해 64MD램 3세대 제품 이상부터 사용하기 힘들고 결국 차세대 웨이퍼시장의 주도권은 표면 무결함의 특성을 지닌 에피웨이퍼가 차지할 것으로 예견돼 왔다.
하지만 최근에 개발된 결함제어 웨이퍼는 기존 폴리시드 웨이퍼의 주원료인 실리콘 단결정 봉(Ingot)을 성장시키는 과정에서 성장속도와 열처리 조건을 독자적으로 처리, 웨이퍼 표면의 산소원자 및 불순물과 기타 결함 등을 완전히 제거한 차세대용 제품들이다.
따라서 표면 무결함의 특성과 함께 생산수율까지 우수한 폴리시드 제품이 개발된 현재의 상황에서 굳이 40% 이상 가격이 높은 에피웨이퍼를 사용할 이유가 없다는 게 전문가들의 분석이다.
특히 지난해 삼성전자가 일본 주요 웨이퍼 생산업체인 신에쓰와 미쓰비시에 1천만달러 가량의 로열티를 받고 결함 제어 웨이퍼 관련 기술을 제공한 데 이어 LG반도체도 이의 수출을 적극 추진하고 있어 전세계 웨이퍼시장에서의 폴리시드 제품 주도력은 당분간 계속 유지될 가능성이 클 것으로 보인다.
이런 가운데 최근 들어 에피웨이퍼가 아닌 실리콘 2중막(SOI:Silicon On Insulator) 웨이퍼가 차세대 기술로 급부상하고 있다.
SOI 웨이퍼 기술은 반도체를 만드는 재료인 실리콘 웨이퍼에 절연막을 입히고 그 위에 다시 실리콘 박막을 형성시켜 전자 누설을 막고 칩의 집적도를 높이는 기술로 회로선폭 0.25미크론 이하의 초미세 가공에 쓰일 것으로 예상되는 차세대 기술이다.
실제로 미국 IBM과 일본 미쓰비시가 이미 자사 마이크로프로세서 및 주문형반도체(ASIC) 제품에 SOI 웨이퍼 기술을 채택키로 한 데 이어 삼성전자·현대전자 등 국내 반도체업체들도 관련 공정 기술 개발에 적극 나서고 있다.
반도체 분야 전문가들도 『현재 SOI 웨이퍼는 기존 웨이퍼에 비해 6배 이상의 높은 가격을 형성하고 있어 아직까지 그 적용 분야가 매우 제한적이지만 향후 반도체의 고집적화가 급진전될 경우 이 제품의 채용이 불가피할 것으로 예상돼 SOI 웨이퍼의 세계시장 규모는 올해 4천만달러에서 오는 2002년 약 2억5천만달러 수준까지 급성장할 것』으로 전망했다.
따라서 최근 웨이퍼 분야의 기술 추이를 가늠해 볼 때 당분간 폴리시드 제품이 주력 웨이퍼의 자리를 계속 고수하고 에피웨이퍼는 일부 분야에서만 사용되다 기가급 반도체가 양산될 2003년 이후부터 SOI 웨이퍼의 채택도 본격화될 것으로 예상된다.
<주상돈기자 sdjoo@etnews.co.kr>