티씨케이 SiC링, 낸드플래시 고단화 수혜와 특허 소송 이슈 핵심 분석

반도체 산업의 기술적 진보가 가속화되면서 공정의 정밀도와 내구성을 결정짓는 핵심 소모품에 대한 관심이 어느 때보다 뜨겁습니다. 특히 식각(Etching) 공정에서 웨이퍼를 고정하고 보호하는 역할을 하는 ‘포커스 링(Focus Ring)’ 시장은 기술 장벽이 매우 높은 분야로 알려져 있습니다. 그 중심에는 독보적인 기술력을 보유한 티씨케이(TCK)가 있습니다. 오늘은 티씨케이의 주력 제품인 SiC링이 낸드플래시 고단화 트렌드 속에서 어떤 가치를 지니는지, 그리고 업계를 흔들었던 특허 소송 이슈의 본질은 무엇인지 심층적으로 분석해 보겠습니다.

반도체 제조사는 더 좁은 면적에 더 많은 데이터를 저장하기 위해 낸드플래시의 층수를 높이는 ‘고단화’ 경쟁을 벌이고 있습니다. 이 과정에서 필연적으로 발생하는 것이 식각 공정의 난이도 상승입니다. 수백 층의 셀을 한 번에 뚫어야 하는 고출력 플라즈마 환경에서 기존의 실리콘(Si) 링은 버티지 못하고 빠르게 마모되는 한계를 보였습니다. 이러한 한계를 극복하고 시장의 ‘게임 체인저’로 등장한 것이 바로 티씨케이의 실리콘 카바이드(SiC) 링입니다.

SiC링이란 무엇이며 왜 중요한가

SiC링은 탄소(C)와 규소(Si)를 결합하여 만든 화합물 반도체 소재인 실리콘 카바이드를 활용한 부품입니다. 일반적인 실리콘 링에 비해 내열성이 뛰어나고 내마모성이 압도적으로 높다는 특징이 있습니다. 반도체 식각 공정은 강력한 가스와 플라즈마를 사용하여 웨이퍼의 불필요한 부분을 깎아내는 과정인데, 이때 웨이퍼 주변을 감싸는 포커스 링도 함께 깎여나가게 됩니다. 링이 마모되면 플라즈마의 균일도가 깨지고 결국 수율 저하로 이어집니다.

티씨케이는 세계 최초로 화학 기상 증착(CVD) 방식을 이용한 SiC링 상용화에 성공하며 시장을 선점했습니다. CVD SiC링은 밀도가 높고 기공이 거의 없어 극한의 공정 환경에서도 긴 수명을 자랑합니다. 이는 단순히 부품의 수명이 길다는 의미를 넘어, 부품 교체를 위해 장비를 멈추는 시간(Downtime)을 획기적으로 줄여 공장 가동 효율을 극대화한다는 점에서 반도체 제조사들에게 강력한 매력으로 다가옵니다.

아래 표는 기존 실리콘 링과 티씨케이의 주력 제품인 SiC 링의 주요 특성을 비교한 것입니다.

구분	실리콘(Si) 링	CVD SiC 링
내마모성	보통	매우 높음 (1.5~2배 이상)
교체 주기	짧음 (잦은 교체 필요)	길음 (생산성 향상)
플라즈마 저항성	낮음	매우 강함
주요 적용 공정	범용 식각 공정	고단화 낸드 등 고난도 공정

낸드플래시 고단화 트렌드와 티씨케이의 성장성

낸드플래시 시장은 현재 ‘적층 경쟁’의 정점에 서 있습니다. 100단, 200단을 넘어 이제는 수백 단 이상의 초고단화가 진행되고 있습니다. 층수가 높아질수록 식각해야 하는 깊이는 깊어지고, 이를 위해 더 강력한 에너지의 플라즈마가 필요합니다. 이는 곧 포커스 링에 가해지는 물리적, 화학적 스트레스가 기하급수적으로 증가함을 의미합니다. 과거에는 선택 사항이었던 SiC링이 이제는 고단화 낸드 생산을 위한 필수 불가결한 요소가 된 것입니다.

티씨케이는 이러한 시장 변화의 최대 수혜자로 꼽힙니다. 낸드플래시의 단수가 높아질수록 식각 공정 시간이 길어지고, 이는 SiC링의 소모량을 증가시킵니다. 또한, 미세공정 전환에 따라 D램 분야에서도 SiC링 도입이 확대되고 있어 티씨케이의 전방 시장은 더욱 넓어지고 있습니다. 글로벌 주요 식각 장비 업체들과의 견고한 협력 관계는 티씨케이가 시장 지배력을 유지하는 강력한 해자(Moat) 역할을 하고 있습니다.

특허 소송 이슈와 시장 경쟁 구도의 변화

티씨케이를 언급할 때 빼놓을 수 없는 이슈가 바로 ‘특허 소송’입니다. 오랜 기간 티씨케이는 CVD SiC링 제조 공법과 구조에 관한 강력한 특허를 바탕으로 시장을 독점해 왔습니다. 하지만 후발 주자들의 도전이 거세지면서 특허 무효 소송이 제기되었고, 결과적으로 일부 특허가 무효화되거나 권리 범위가 축소되는 부침을 겪기도 했습니다. 이는 티씨케이에게 위기인 동시에 시장 전체의 파이가 커지는 계기가 되었습니다.

특허 이슈 이후 케이엔제이(KNJ), 하나머티리얼즈 등 국내외 경쟁사들이 SiC링 시장에 본격적으로 진입하기 시작했습니다. 독점 체제에서 과점 체제로의 변화는 피할 수 없는 흐름이 되었으나, 전문가들은 여전히 티씨케이의 우위를 점치고 있습니다. 이유는 간단합니다. 단순히 제품을 만드는 것을 넘어, 대량 생산 체제에서의 균일한 품질 유지와 수율 확보 측면에서 티씨케이가 축적한 데이터와 노하우는 단기간에 따라잡기 힘들기 때문입니다.

또한, 티씨케이는 기존 특허의 공백을 메우기 위해 차세대 소재 및 공정 특허를 지속적으로 보강하고 있습니다. 경쟁사들의 진입으로 인한 단가 하락 압력은 존재하지만, 낸드 고단화에 따른 전체 수요 증가 폭이 이를 상쇄하고도 남는 수준이라는 분석이 지배적입니다. 소송 이슈는 오히려 티씨케이가 기술적 격차를 더 벌리기 위해 R&D에 집중하게 만드는 촉매제가 되었습니다.

티씨케이의 미래 전략과 투자 포인트

티씨케이는 현재의 위치에 안주하지 않고 사업 다각화를 추진하고 있습니다. SiC링 외에도 반도체 성장에 필수적인 흑연(Graphite) 가공 제품과 다양한 탄소 소재 부품으로 포트폴리오를 확장하고 있습니다. 특히 태양광, 전기차 등 화합물 반도체 수요가 폭증하는 분야에서 티씨케이의 탄소 및 SiC 기술력이 적용될 여지는 무궁무진합니다.

투자자 관점에서 티씨케이는 높은 영업이익률과 현금 창출 능력을 보유한 우량 기업입니다. 반도체 사이클에 따른 변동성은 존재하지만, 소모품 특성상 장비 대비 실적 하방 경직성이 강하다는 장점이 있습니다. 장비는 한 번 설치하면 끝이지만, 링은 공장이 돌아가는 한 계속해서 교체해줘야 하기 때문입니다. 따라서 낸드플래시 가동률 회복과 고단화 비중 확대는 티씨케이 실적 반등의 핵심 지표가 됩니다.

결론: 기술 장벽과 시장 지배력의 조화

결론적으로 티씨케이는 낸드플래시 고단화라는 거대한 산업적 흐름 속에서 가장 확실한 기술적 우위를 점하고 있는 기업입니다. 비록 특허 소송으로 인해 독점적 지위는 흔들렸을지 모르나, 오랜 기간 다져온 양산 노하우와 고객사와의 신뢰 관계는 여전히 강력한 경쟁력입니다. 기술적 난이도가 높아질수록 ‘검증된 부품’을 쓰려는 보수적인 반도체 업계의 특성상 티씨케이의 SiC링은 앞으로도 핵심적인 역할을 수행할 것입니다.

변화하는 시장 환경 속에서 티씨케이가 어떻게 새로운 특허 전략을 구축하고 신성장 동력을 확보해 나가는지 지켜보는 것은 반도체 산업 전체를 이해하는 데 매우 중요한 관전 포인트가 될 것입니다. 고단화 낸드의 시대, SiC링의 가치는 더욱 빛날 준비를 마쳤습니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

Q1. SiC링이 일반 실리콘 링보다 비싼데도 사용하는 이유는 무엇인가요?

가격은 비싸지만 내구성이 훨씬 뛰어나기 때문입니다. SiC링을 사용하면 부품 교체 주기가 길어져 반도체 생산 라인의 가동 중단 시간을 줄일 수 있습니다. 결과적으로 전체 생산 효율과 수율이 높아지므로 총 비용 측면에서 더 유리합니다.

Q2. 티씨케이의 특허 소송 결과가 회사에 미친 영향은 어떤가요?

일부 핵심 특허가 무효화되면서 경쟁사들이 시장에 진입할 수 있는 문턱이 낮아진 것은 사실입니다. 이로 인해 독점적 지위는 약화되었으나, 티씨케이는 여전히 압도적인 생산 능력과 품질 안정성을 바탕으로 시장 점유율 1위를 유지하고 있습니다.

Q3. 낸드플래시 고단화가 왜 SiC링 수요를 늘리나요?

낸드가 고단화될수록 더 깊고 좁은 구멍을 뚫어야 하는데, 이때 발생하는 강력한 플라즈마 에너지를 견디려면 기존 소재보다 강한 SiC링이 필수적입니다. 공정 난이도가 올라갈수록 소모품인 링의 마모도 빨라져 수요가 증가하게 됩니다.

Q4. 티씨케이의 주요 고객사는 어디인가요?

티씨케이는 직접 반도체 제조사에 납품하기도 하지만, 주로 어플라이드 머티어리얼즈(AMAT), 램리서치(Lam Research), 도쿄일렉트론(TEL)과 같은 글로벌 식각 장비 업체들에게 부품을 공급합니다. 이 장비들이 삼성전자, SK하이닉스 등 제조사에 들어갈 때 티씨케이의 링이 함께 장착됩니다.

Q5. SiC링 시장의 향후 전망은 어떤가요?

낸드뿐만 아니라 D램 공정에서도 미세화가 진행됨에 따라 SiC링의 적용 범위가 넓어지고 있습니다. 또한 차세대 전력 반도체 시장의 성장과 맞물려 SiC 소재 자체의 중요성이 커지고 있어, 장기적인 성장 전망은 매우 밝다고 볼 수 있습니다.