반복영역 바로가기
주메뉴로 바로가기
본문으로 바로가기

유망기술찾기

유망기술검색

유망기술찾기 유망기술검색

중소기업 기술로드맵 조회결과

로드맵 분류표 보기    
반도체 화학 소재
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

반도체 화학 소재 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 반도체 화학 소재는 반도체에서 사용되는 다양한 소재들을 일컬으며 전구체(Precursor), 화학적기계적연마(CMP) 슬러리, 포토레지스트(Photoresist) 등이 있음
3. 시장현황 및 전망분석
가. 세계시장
반도체 화학 소재의 세계시장 규모는 반도체 산업의 확장에 따라 연평균 10%의 증가율을 보이며 2021년에는 18.5억 달러의 시장을 형성할 것으로 전망

2015년 이후로 중국에서 국가 단위로 반도체 산업을 지원하게 되면서 중국 후발 업체들의 기술력이 급격하게 증가하고 있으며, 투자금액 역시 큰 폭으로 증가하여 중국 업체들과의 경쟁이 불가피한 상황

[ 반도체 화학 소재 세계 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

반도체 화학 소재 세계 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 11,450 12,550 13,800 15,240 16,850 18,535 10.0

* 자료: Techcet CA LLC, 토러스투자증권, 메르츠종금증권 리서치센터, 반도체 중소기업기술로드맵(2015), SEMI(2015.07) 자료를 바탕으로 전망치 추정

특히, 반도체용 전구체 소재에서는 미세화 및 적층 소자 기술 양쪽 모두에서 증착 공정 Step이 증가하면서 시장 성장세를 견인 전망
2015년 후지카메라에서 보고된 반도체용 전구체 및 특수가스 예상 시장규모 자료에서는 CVD/ALD기반에서 전극, 배리어메탈 전구체와 Gap fill소재 및 고유전율 절연체등의 시장의 규모가 점점 증가할 것으로 내다보고 있음
품목별로 세리아CMP슬러리와 함께 금속계 슬러리의 성장도 두드러지고 있는 가운데금속 박막으로는 텅스텐과 구리가 대표적이며, 기존의 알루미늄 박막을 높은 전도도와 저손상을 앞세워 대체하고 있어 텅스텐과 구리 박막용 슬러리의 사용량이 증가
2000년대부터 진행되고 있는 반도체 공정 미세화에 따른 반도체 노광공정에서 ArF 포토레지스트, KrF 포토레지스트 등의 소요량이 증가
나. 국내시장

국내 반도체 화학 소재 시장규모는 2016년 8,701억 가량으로 추산되며, 연평균 성장률은 20.0%로 국내 시장의 고성장을 유지하여 2020년에는 2조원 규모의 시장으로 성장할 것으로 예상

[ 반도체 화학 소재 국내 시장규모 및 전망 ]

(단위 : 억 원, %)

반도체 화학 소재 국내 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
국내시장 8,701 10,227 12,052 14,235 16,849 20,218 20

* 자료: 메르츠종금증권 리서치센터<2013.04>, SEMI(2015.07), 반도체 중소기업기술로드맵(2015) 자료 바탕으로 전망치 추정

반도체 전구체는 반도체의 성능과 직결되기 때문에 반도체 공정 기술의 발전과 더불어 지속적인 성장이 가능한 사업
국내 전구체 시장을 이끌고 있는 산업으로는 반도체 분야로 메모리 반도체 선두업체인 삼성전자와 SK하이닉스가 25 nm급 미세공정을 적용한 D램에서 23 nm급 및 21 nm급 D램으로 주력제품이 전환되었고, 최근 18 nm D램 본격 양산을 시작했으며, 낸드플래시는 20 nm급 미세 공정에 이은 16 nm급 미세공정과 3D NAND(Vertical 낸드플래시)를 적용한 제품을 생산 중인바, 메모리 반도체 분야에 영향력 증가 전망
반도체 시장의호황이 지속되고 삼성전자와 SK하이닉스의D램 시장점유율이60-70%에 달하고 있어 국내CMP슬러리 시장이 동반 성장 중
삼성전자의 비메모리 반도체 투자 확대로CMP슬러리 수요가 크게 늘어날 것으로 예상
또한, 최근 용도가 확장되고 있는 세리아 슬러리와 함께 반도체 제조사들의 구리배선공정 도입으로 인하여 연마용 슬러리 시장은 폭발적으로 성장할 것으로 예상되며, 특히 Cu 및 Cu barrier 슬러리의 경우는 매년 높은 성장률을 기록하며 성장세를 유지 할 것으로 전망
4.기술분석
가. 기술환경 분석
정부는 반도체산업의 고도화를 위하여 메모리반도체 외에 시스템 반도체, 화합물 반도체, 장비‧재료산업의 육성 정책을 적극 추진
반도체산업 부문에서 기술개발, 인력양성, 시스템 반도체 및 장비ㆍ재료산업 육성 등 세부사업 추진과 더불어 시스템IC 2010 사업의 후속 시스템 반도체 상용화기술개발(시스템IC 2015) 사업의 전략적 추진으로 시스템 반도체분야 글로벌 역량을 강화 (2014년, 산업통상자원부)
국내ㆍ외 수요기업과의 연계 강화를 통해 국제 경쟁력을 갖춘 장비ㆍ재료 선도 기업 육성에 역점을 두어 진행
원천기술 확보 및 국산 장비ㆍ재료의 신뢰성 향상을 위한 “반도체장비 원천기술상용화 개발사업”, “성능평가 협력사업”, “수급기업 투자펀드사업”등의 상생협력 프로그램을 통해 육성

산업통상자원부는 '2017년 반도체 산업 정책 방향'에서 파워반도체와 시스템 반도체 설계, 소재 및 공정, 인력양성 등 4대 분야에 올해 총 438억7000만원을 투자한다고 발표. 지난해 예산 416억원보다 5.5% 늘었고, 235억원은 신규로 기획

  • 파워반도체는 신소재를 이용해 저전력을 만드는 것으로 사물인터넷(IoT) 가전, 전기자동차, 신재생에너지 등 저전력·고효율 반도체에 사용되며 이에 대한 수요 증가에 대응하기 위해 원천기술개발하고 상용화하는데 48억8000만원이 투입
  • 4차 산업혁명에 따른 IoT, 인공지능 등 차세대 반도체 수요가 증가에 맞춰 유망 시스템반도체 등 설계 기술을 개발하기 위해서는 17년 신규로 98억원 편성
  • 기업의 원천기술 확보와 대학의 연구역량 강화를 위해 정부와 기업 공동투자로 미래 반도체 소재·공정 원천기술을 개발하는 데에는 220억원 지원
  • 정부는 반도체 협회 내 시스템반도체 지원센터를 설립하고 스타트업부터 해외진출까지 맞춤형 지원 시행

최근 산업통산자원부는 “새 정부의 산업정책 방향” 보고에서 5대 신산업 선도 프로젝트를 우선 착수할 것으로 발표 (‘17년 12월)

[ 국내 석탄발전소 배출허용기준 적용현황 ]

국내 석탄발전소 배출허용기준 적용현황
분야주요내용
미래 모빌리티 사회
  • ’20년 고속도로 자율주행
  • ’22년전기차보급 35만대
전기·자율주행차
초연결 사회
  • 빅데이터, 인공지능 연계 IoT 가전 기술 개발
  • 가전,건설,통신,자동차,의료등융합플랫폼구축
IoT가전
에너지 전환
  • 분산형 발전확대를 계기로 에너지신산업 창출
  • 첨단전력인프라구축,분산전원연관산업육성등
에너지신산업
수명 연장과 고령화
  • 빅데이터+AI 기반 신약 및 의료기기·서비스 개발
  • AI기반스마트헬스케어핵심요소기술개발
바이오·헬스
4차 산업혁명 두뇌와 눈
  • 후발국 격차 5년 이상 확보 (글로벌 No.1)
  • 대규모 적기투자 및 차세대 기술확보 병행 추진 (차세대메모리·파워반도체,플렉서블디스플레이등)
반도체·디스플레이
  • 주력산업과 신산업, 대기업과 중견·중소기업, 수도권과 비수도권이 균형 있게 발전하는 산업·기업·지역 혁신 등 3대 분야 혁신 계획
  • 후발국 격차 5년 이상 확보(글로벌 No.1)를 위해 대규모 적기투자 및 차세대 기술확보 병행 추진 (차세대 메모리·파워반도체, 플렉서블 디스플레이 등)
  • 반도체·디스플레이 부분에서는 반도체 장비·소재 패키지 개발 추진, 반도체·디스플레이 대기업-소재·장비·부품 중견기업 공동 R&D 추진
  • 반도체 부분의 경우 대기업 생산라인을 활용, 중소기업 성능평가・검증 지원, 대-중소기업 소재·장비 공동개발 등 지원, 중소기업 전용 반도체 성장펀드(2,000억원) 운용 예정

    * 지능형반도체, 미래형자동차, 웨어러블 스마트 디바이스, 첨단센서, 임베디드 SW 등

  • 중·장기 인력수급 전망을 통해 5대 선도 프로젝트 중심으로 신산업 분야 석·박사급 혁신인재 육성 추진 (6,000명, ∼’22년)
  • ’18년 1분기까지 업종별·기능별로 세부 이행방안을 마련하여 실질적 성과 창출에 매진 예정
  • ‘중견기업 비전 2280’, ‘투자유치 지원제도 개선방안’과 함께, 자동차, IoT 가전 등 분야별 혁신성장 이행방안 수립 추진

    * 조선, 가전, 바이오·헬스, 로봇, 반도체·디스플레이, 철강, 화학, 섬유패션, 자동차

  • 선제적 첨단기술 투자를 통한 초격차 확보 추진 예정
5. 핵심요소기술 선정

[ 반도체 화학 소재 분야 핵심요소기술 도출 ]

대기오염 물질처리 소재 및 공정 핵심요소기술 선정
분류핵심요소기술개요
ALD 전구체 금속 및 유전체용 ALD용 전구체 소재 기술 금속배선 재료, barrier 재료 등의 전도성 소재를 선택적 증착, 즉 전도성 박막위에만 증착하기 위해 사용되는 전구체 소재
저온/고온 Si 화합물 ALD용 전구체 소재 기술 저온(50℃이하)에서 Si 및 Si 산화물, Si 질화물 등 Si 화합물을 고성장 증착 가능한 전구체 소재
전구체 평가 기술 증기압, 순도 등 합성된 전구체의 물성 평가 기술
외부 대기 차단 air barrier 기술 장비의 신뢰성 및 안정성을 위하여 외부 대기와 반응기체의 분리 및 접촉을 차단하는 고도의 air barrier 기술
샤워 헤드 제어 기술 기생 플라즈마 억제, 증착 속도 제어 등을 위한 샤워 헤드 제어 기술
CMP 슬러리 Abrasive Particle 종류, 입자 합성 및 분산기술 배선형성용 메탈 CMP 슬러리의 연마입자의 합성 및 슬러리 내 분산 기술
금속 CMP용 Chemical 첨가제 활용기술 배선형성용 메탈 CMP 슬러리의 화학적 첨가제 활용 기술
연마입자 분산제 및 pH 제어 첨가제 기술 소자분리용 산화막 CMP 슬러리의 연마입자 분산제 및 pH 제어 첨가제 기술
CMP 슬러리 재생 기술 CMP 공정 중 사용된 CMP 슬러리를 재사용하기 위한 회수 및 재생 기술
포토레지스트 포지티브형 PR Resin, PAC/PGA, 용해억제제 기술 포지티브형 레지스트용 용해억제제 관련 기술
네거티브형 PR Resin, PAC/PGA 기술 네거티브형 레지스트용 수지 관련 기술
Dry, Immersion 및 차세대 ArF용 Resist 기술 Wet/H2O용 Resist 및 High Fluid용 Resist 합성기술