대만의 반도체 파운드리(위탁생산) 업체 TSMC 공장 전경(TSMC 제공) © News1

파운드리(반도체 수탁생산) 1위 업체인 대만의 TSMC가 올 1분기에 공정 문제로 5억5000만달러(약 6500억원)의 손실을 내게 된 원인이 '포토레지스트' 품질 때문이란 사실에 뒤늦게 업계의 관심이 쏠리고 있다. 일본이 우리나라를 겨냥해 '포토레지스트' 등 반도체 핵심소재 3종에 대한 수출규제를 강화한 가운데, 삼성전자의 파운드리 경쟁사인 TSMC도 포토레지스트 품질 문제로 분기 매출의 7% 수준에 달하는 막대한 손실을 낸 것이다.

TSMC는 포토레지스트를 '정상적으로' 공급받아 사용하고도 품질 이슈로 분기에 6500억원이란 천문학적 손실을 낸 상황에서, 만약 삼성전자가 일본에서의 포토레지스트 공급에 차질을 겪을 경우 수천억원 규모 손실은 불가피할 것이란 분석도 나온다.

10일 업계에 따르면 TSMC는 지난 2월15일 "공정 오염 사고가 발생해 2019년 1분기 실적 가이던스(전망치)를 73억~74억달러에서 70억~71억달러로 수정한다"고 공식 발표한 바 있다.

당시 TSMC는 12·16나노 공정을 쓰는 14B팹에서 규격에 부적합한 화학물질이 사용돼 공장 가동이 중단되고 다수의 웨이퍼 불량이 일어난 공정 오염이 발생했다고 밝혔다. 공정 오염에 따른 품질 문제로 인해 웨이퍼 폐기를 비롯한 손실 규모는 5억5000만달러(약 6500억원)에 달한다고 발표했다. 이는 TSMC가 하향 조정한 2019년 1분기 매출 예상치 70억~71억달러의 7% 수준에 해당된다.

TSMC가 품질 이슈로 어려움을 겪은 소재가 바로 '포토레지스트(photoresist)'다. 일본 정부가 한국에 대한 경제보복 조치의 일환으로 지정한 '수출규제 3종' 중 하나다. 이른바 감광재로도 불리는 포토레지스트는 반도체 원재료인 웨이퍼 표면에 회로 패턴을 그리는 필수 소재다. 포토레지스트가 없으면 반도체 자체를 생산할 수가 없다는 얘기다.

파운드리 업계 1위인 TSMC도 일본에서 포토레지스트 다수를 수입하는 것으로 알려졌다. 반도체 전문 외신 EE타임스에 따르면 TSMC에 포토레지스트를 공급하는 업체는 신에츠 화학(Shin-Etsu Chemical), JSR 등 일본 기업 2곳과 미국의 다우케미칼로 전해진다.

반도체 파운드리(수탁생산) 업계 1위인 대만의 TSMC와 2위 삼성전자 © News1

업계 한 관계자는 "올초 TSMC의 공정 오염 이슈가 터졌을 때만 하더라도 포토레지스트가 이처럼 주목을 받을 줄은 생각지도 못했다"면서 "그만큼 파운드리 미세공정 라인에서 포토레지스트가 필수적인 소재이며 완벽한 수준의 품질 관리가 필요하다는 의미"라고 말했다.

반도체 업계에서는 삼성전자가 포토레지스트 대체 수입원을 확보하지 못하는 경우에 파운드리 공장 가동중단이란 '최악의 시나리오'까지 대비해야 한다는 이야기도 흘러나온다. 한국수출입은행 해외경제연구소는 '일본의 반도체·디스플레이 소재 수출규제 및 영향'이라는 제목의 보고서를 통해 포토레지스트는 일본 기업이 세계시장 점유율 90% 이상을 차지해 대체 가능성이 매우 낮을 것이라고 전망했다.

만약 삼성전자의 파운드리 공장의 라인 작동이 멈출 경우 정확한 손실 규모를 추산할 수는 없지만 TSMC가 분기 기준으로 측정한 5억달러 안팎에 달할 것이란 계산도 나온다.

반도체 기업의 한 관계자는 "파운드리든 메모리든 반도체 공장은 1초도 쉬지않고 24시간 가동을 전제로 지어지며 실제로도 그렇게 운영된다"면서 "만약 공정 오염이나 제품 이슈 등으로 공장 가동을 잠시라도 멈추게 되면 웨이퍼 재투입과 재가동에 따른 손실이 막대하다"고 말했다. 실제로 지난해 3월 삼성전자의 평택공장에서 30여분간 정전이 발생해 라인 운영이 중단됐을 당시 손실 규모는 500억원 정도로 알려졌다.

이재용 삼성전자 부회장이 지난 7일 일본으로 출장을 떠난 것도 당장 재고 소진이 우려되는 포토레지스트의 대체 수입원 확보가 목적인 것으로 분석된다. 일각에서는 JSR이 벨기에에 보유하고 있는 공장에서 생산한 물량을 '우회 수입'하는 방향을 검토할 수 있다는 가능성도 나오지만 일본 정부가 규제를 더욱 강화할 경우 이마저도 녹록지 않을 전망이다.

2030년까지 시스템반도체 분야에서도 1위를 달성해 명실상부한 글로벌 반도체 선두가 되겠다는 삼성전자의 '반도체 비전 2030' 추진에도 차질이 발생할 수 있다는 관측이 나온다. 특히 지난해 하반기부터 파운드리 시장에서 퀄컴, IBM, AMD, 엔비디아 등 글로벌 팹리스 고객들을 잇따라 영입하며 경쟁사인 TSMC를 맹추격하던 삼성전자 입장에선 일본의 수출규제 조치에 발목을 잡힐까봐 노심초사하는 모양새다.

삼성전자는 TSMC와 함께 파운드리 시장에서 7나노 EUV(극자외선) 공정을 개발하고 양산에 나선 업체다. 특히 일본 정부가 이번에 수출규제 품목으로 지정한 포토레지스트가 1나노 초과 14나노 미만에 해당돼 사실상 '삼성전자'를 겨냥한 경제보복 조치라는 평가도 나온다. 삼성전자는 파운드리 시장 점유율 19%의 2위 업체로 48%에 달하는 '선두' TSMC를 추격하는 입장이다.

이재용 삼성전자 부회장이 지난 7일 오후 서울 강서구 김포공항을 통해 일본으로 출국하고 있다. 이 부회장 일본행은 지난 4일부터 시작된 일본 정부의 반도체 핵심소재 수출 규제 강화에 따른 해결방안을 모색하기 위한 것으로 알려졌다. 2019.7.7/뉴스1 © News1 민경석 기자

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