동우화인켐

동우화인켐은 2003년 중반 과산화수소계 Cu/Mo 에천트를 개발, 에천트 세계 시장 1위를 확고히 했다. 특히 L디스플레이에 저저항 구리(Cu) 배선 기술을 처음 적용한 에천트 공급을 개시해 LCD의 대형화와 화질 향상에 기여했다.

2000년대 중반까지만 해도 대부분의 TFT-LCD 패널 전극에는 크롬, 몰리브덴, 알루미늄 등이 사용되었다. 점차 디스플레이가 대형화되면서 알루미늄보다 저항이 낮은 금속 전극이 필요해졌다. 이때 주목받은 소재가 바로 구리였다. 구리는 알루미늄보다 전기전도도가 높아서 배선의 굵기를 상대적으로 가늘게 만들어도 전기 신호의 왜곡이 거의 없이 안정적으로 신호를 보낼 수 있었다. 이에 따라 응답속도, 휘도 등의 개선이 가능해졌다. 또한 부족한 전기전도도를 보완하기 위해 대형 TV 패널 제조 시 부과됐던 물질이나 추가 공정이 필요 없게 되는 것도 큰 이점이었다. 그러나 화학약품에 쉽게 변질 되고 습기에 약한 점 때문에 공정 도입이 어려웠다.

고객사는 1998년부터 5년이 넘는 개발 기간을 거쳐 2003년 세계 최초로 구리 배선 기술을 적용한 제품 개발에 성공했다. 2006년에는 세계 최초로 양산라인에 구리 전극을 적용했다. 이때 동우화인켐은 과산화수소계 Cu/Mo 에천트를 공급해 고객사의 경쟁력 향상에 크게 기여했다. 2010년에는 S디스플레이에도 Cu 에천트 공급을 개시했다. 이로써 세계 디스플레이시장을 선도하고 있던 국내 패널기업 모두에 Cu 에천트를 공급, 세계 에천트시장의 확고한 리더로 자리매김했다. 고객사는 2000년대 중반부터 TFT-LCD를 구성하는 핵심 요소 중에서도 가장 기본적인 배선재료 자체를 구리로 교체해 고난도 기술을 구현하기 위해 힘쓰고 있었다. 이에 국내 디스플레이 재료 업체들을 대상으로 에천트 개발과 양산 평가를 실시했다. 동우화인켐은 초도품 생산에서 그만 경쟁사에 밀리고 말았다. 그런데 양산과정에서 여러 가지 문제점이 발생하면서 수율이 크게 하락하자 다시 기회가 찾아왔다. 동우화인켐은 신뢰성 평가에서의 문제점들에 하나하나 개선책을 준비했다. 특히 구리 과에칭에 의한 데이터 오픈(Data Open) 불량의 원인을 찾기 위해 힘썼다. 여러 가지 가설을 세워 연구한 결과 결국 원인을 찾아냈고, 불량의 원인이 되는 케미컬을 동종의 케미컬로 경쟁반응을 시켜 해결하기로 했다. 결과는 대성공이었다. 2010년 게이트, 소스드레인(Source/Drain) 전 라인에 Cu 에천트(제품명: TCE-W02)를 양산 적용했다. 동우화인켐은 고객사에 IXO(인듐산화막) 에천트도 지속적으로 업그레이드해 공급했다. IXO는 디스플레이 패널에 핵심적으로 사용되는 재료로, LCD TFT 내 픽셀 전극으로 사용된다. 구조 특성상 하부 소스드레인 층과 연결돼 있어 IXO 식각 시 소스드레인 층에 영향을 미치지 않는 에천트 개발이 요구됐다. 동우화인켐은 2005년 이전까지 알루미늄 대미지 프리(Damage Free)를 실현한 IXO 에천트(제품명: MASZ01)를 공급했으며, 2009년에는 성능을 더욱 개선한 MA-SZ02를 개발했다. 이후 구리 배선에 적용할 수 있는 IXO 에천트 개발에 돌입해 2010년 알루미늄&구리 금속 대미지 프리의 IXO 에천트(제품명: MA-SC02) 를 개발, 고객사 전 라인에 공급했다. 2017년에는 황산을 사용하지 않는 황산 프리 IXO 에천트(제품명: MASC06)도 개발했다.

2007년 동우화인켐은 인산계 실버(Ag) 에천트를 세계 최초로 개발해 에천트 개발의 새 장을 열었다. 스마트폰시대의 본격화를 앞두고 국내 기업들이 모바일 디스플레이시장을 선점하는 데 기여한 것이었다. 동우화인켐이 실버 에천트 개발에 나선 때는 2005년부터였다. OLED(Organic Light Emitting Diode: 유기발광다이오드)는 얇고 전력 소모가 적어 LCD를 대체할 디스플레이로 각광받았다. 유기 물질이 독립적으로 자체 발광하는 방식이기 때문에 뛰어난 화질은 물론 LCD에 비해 상대적으로 소비전력이 낮아 친환경 디스플레이의 특징도 함께 갖고 있다. 적은 전력으로도 밝고 뛰어난 화질을 보여주기 위해 OLED는 ‘미소공진(Micro-cavity)’이라는 빛의 반사 특성을 이용하는데, 이때 거울 역할로 ‘은(Ag)’을 사용한다. 에천트는 이 실버 반사판을 얇게 가공하는 데 필요했다. 문제는 산화시켜 떨어진 실버의 재흡착을 막는 것이었다. 동우화인켐은 2010년까지 특허를 확보하며 기술력 축적에 주력했다. 업계에서조차 OLED용 실버 에천트 개발과 상업화에 대한 회의적인 시각이 있었으나, 동우화인켐은 뚝심을 갖고 연구개발을 멈추지 않았다. 과수 타입, 인산 타입, 메탈 타입 등을 다각적으로 검토하고 실험한 끝에 인산계로 개발을 진행하기로 하고, 첨가제 개발에 주력해 디펙트(Defect) 제어력을 확보했다. 결국 2007년 인산계 실버 에천트를 고객사에 공급해, 1세대 실버 에천트 시대를 열었다. 고객사도 확대하며 시장점유율 100%를 이룩했다. 동우화인켐은 컬러필터사업의 성장에 대응하기 위해 2005년부터 평택공장에서 컬러레지스트를 생산하기 시작했다. 컬러레지스트 연구팀도 평택으로 이전해 생산과 연구개발의 일원화 체계를 구축했다. 고객사 대응도 신속해졌다. 과거에는 고객사의 요청에 거리상 여러 과정을 거쳐야 했으나 평택으로 생산을 이관한 후에는 원스톱으로 해결이 가능해졌다. 2005년 초에는 S디스플레이의 국내 최초 7세대 패널 라인에 컬러레지스트를 공급하는 성과를 거뒀다.

또 고객사가 2000년대 중반 상판에 노광을 하지 않고 바로 하판 TFT 위에 컬러필터를 얹는 COA(Color Filter on TFT Array) 공정을 도입하자 이제 대응한 컬러레지스트를 개발했다. 약 4년간에 걸친 개발과 신뢰성 검증을 거쳐 2008년부터 고객사에 COA공정에 대응한 컬러레지스트를 납품했다. 이처럼 계속해서 고객의 요구에 상응하는 제품들을 내놓으면서 동우화인켐의 컬러레지스트 매출액은 2005년 465억 원에서 2010년 1,045억 원으로 크게 증가했다.

동우화인켐은 2009년 스미토모화학과 함께 중국 허페이에 위치한 B사의 B3 컬러필터 기술 라이선스에 참여하는 동시에 관련 케미컬공장을 현지에 건설하는 방안을 검토했다. 에천트, 스트리퍼 등 웨트(Wet) 케미컬공장을 B3 근처에 건설해 물류비 절감을 통한 경쟁력 제고를 꾀한다는 전략이었다. 케미컬 관련 중국 진출 검토가 처음이었기 때문에 우려도 만만치 않았다. 1990년대 중국에 현지공장을 세웠던 한국 기업들이 보수적인 현지 문화 때문에 투자비 회수조차 하지 못하고 철수하는 경우가 많았다. 그럼에도 B사의 성장세가 가속화되고 있어 현지 공장 건설을 통해 향후 중국 내 지속 가능한 성장기반을 마련해야 할 필요성이 높았다. 스미토모화학 전체적으로 광학 소재부문에서 SEMW, SEMB 등 중국 현지공장이 있는 상황에서 케미컬부문에서는 동우화인켐이 주체가 되어 중국 현지 진출을 단행하기로 했다.

2009년 6월 부지 선정과 현지법인 설립 준비에 착수했다. 허페이시 개발부와 입지, 부지 규모 등에 대해 협상에 들어갔다. B사의 협력업체들이 대거 들어서는 상황이어서 좋은 부지를 얻기 위한 경쟁이 치열했다. 게다가 케미컬이라는 특수 상황 때문에 부지 선정에 한계가 있었다. B3가 위치한 허페이신역 종합개발시험구역은 화학 단지가 아닌 IT단지여서 케미컬공장 인허가 취득에 상당한 제한을 받을 수밖에 없었다. 그러다 보니 허페이시 개발부는 민가와 멀리 떨어진 곳으로 유도했다. 그러나 동우화인켐으로서는 물류비 절감과 고객 대응 측면에서 납품처인 B3와 가능한 가까운 곳에 공장 부지를 마련해야 했다. 폐기물 처리 업체와의 계약도 서둘렀다. 중국 내에서 성(省) 간 폐기물 이동이 금지돼 있어 현지 업체와의 계약이 중요했다. 만약 현지 업체의 처리물량이 초과되면 폐기물 처리가 아예 불가해 공장 자체의 인허가를 받을 수 없었기 때문이다.

공장 부지 마련, 인허가 작업과 함께 인력 수급에 역점을 기울였다. 제조부 인력을 중심으로 현지 인력을 채용하고, 관리와 품질분야를 중심으로 국내에서 약 15명의 인력을 파견했다. 2009년 9월 부지조성공사를 시작으로 장비 설치, 전기공사 등을 순차적으로 진행했다. 같은 해 10월 SEMH(Sumika Electronic Materials(Hefei) Co., Ltd.)를 공식 설립해 동우화인켐 최초의 중국 현지법인을 출범시켰다. 2010년 7월 시운전에 들어가 같은 해 10월 연면적 7,750m² 의 공장을 완공하고 에천트, 스트리퍼 등의 출하를 개시했다. B사의 B3에 에천트, 스트리퍼, 디벨로퍼 등을 공급하며 중국 시장 공략의 전초기지로서 역할을 다했다.

동우화인켐은 2009년 12월 대구에 소재한 TPS로부터 LED용 사파이어 웨이퍼 사업을 인수했다. LED사업으로의 진출을 알리는 신호탄이었다. LED(Light Emitting Diode)는 반도체의 일종으로 수명이 길고 소비전력이 낮을 뿐만 아니라 수은을 전혀 사용하지 않아 친환경적인 차세대 광원으로 각광 받았다. TV, 모니터, 노트북 등 대형 LCD 백라이트유닛 (BLU)을 중심으로 감성 조명, 가로등, 자동차 전조등및 내부 조명에 적용되면서 수요가 폭발적으로 증가하고 있었다. 특히 LED LCD TV의 급속한 성장세와 더불어 LED 칩의 수요가 급증할 것으로 기대됐다. 디스플레이뱅크에 따르면 세계 LED LCD TV 시장은 2009년 360만 대에서 2010년 3,200만 대 규모로 크게 확대될 것으로 전망됐다.

2011.07.19 SSLM 기공식

동우화인켐은 이미 LED와 관련된 유기금속(MO), 플라스틱(LCP) 방열기판, LED TV용 도광판과 확산판, 하이브리드 레지스트 등의 기술을 확보하고 있었다. 유기금속은 사파이어 웨이퍼 부식 과정에 투입되는 재료로서 LCP 방열기판은 LED칩 뒤에 붙여 발열작업을 도와줄 수 있는 고강도 플라스틱이다. 도광판과 확산판은 LED BLU에서 나오는 빛을 모으고 확산시키는 핵심 역할을 한다. 무엇보다 사파이어 웨이퍼의 주원료인 고순도 알루미나를 시장점유율 1위 업체이자 모회사인 스미 토모화학으로부터 안정적으로 공급받을 수 있었다. 동우화인켐이 LED사업 진출을 모색하며 TPS를 주목한 것은 TPS가 사파이어 잉곳(INGOT)부터 웨이퍼까지 일관 생산기술을 가지고 있는 국내 유일의 회사였기 때문이다. LED용 기판은 크게 적색 및 황색계열의 GaAs 웨이퍼와 청색 및 녹색계열의 사파이어 웨이퍼로 구분되는데, 이 중 사파이어 웨이퍼가 전체시장의 70% 를 차지하고 있었다. 이에 TPS로부터 인수한 기술을 바탕으로 LCD용 LED BLU부문의 종합소재회사로 거듭 날 수 있을 것으로 판단했다. 동우화인켐은 TPS로부터 60kg 이상급 잉곳 성장 기술과 웨이퍼 가공 기술을 이전받았다.

2010년 9월 동우화인켐은 TPS로부터 인수한 대구 공장 사파이어부문을 팔봉공장으로 이전했다. 설비 등의 자산 이전 완료와 함께 직원들은 팔봉공장에서 근무를 시작했다. 기존 대구공장은 폐업신고를 마쳤다. 얼마 지나지 않아 동우화인켐 사파이어 웨이퍼사업은 스미토모화학 전략에 따라 변화를 맞았다. 스미토모 화학은 2011년 삼성LED와 LED용 사파이어 웨이퍼 합작법인인 SSLM을 설립했다. 곧이어 SSLM이 동우화인켐의 사파이어사업부를 인수하면서 동우화인켐은 사파이어 웨이퍼사업에서 철수했다.