반도체 소재 기업 탐구: 솔브레인 update

1. 기업현황 업데이트

 

종합 IT 소재 업체로 국산화 수혜를 가장 많이 받는 업체

 

솔브레인은 종합 IT 소재 업체다. 반도체, 디스플레이 공정 소재와 디스플레이, 2 차전지 소재를 각각 공급한다. 2020년 기준 매출 비중은 반도체 72%, 디스플레 이 15%, 2차전지 10%다. 반도체 습식 식각액이 주력 사업이다.

 

동사는 2020년 7월 솔브레인홀딩스로부터 분할됐다. 기존 솔브레인홀딩스의 17 개 자회사 중에서 주력 반도체 자회사 3개만 떼어내서 신설 솔브레인이 인식한다. 솔브레인시안, 솔브레인라사는 연결 자회사로 인식하고 훽트는 지분법으로 연결재무재표에 반영된다. 시안과 라사는 인산계 식각액, 훽트는 불산계 식각액을 주 사업으로 영위하고 있다.

 

 

 

2. 주요 사업 update

 

2.1. 반도체 소재

 

(1) 식각액

 

식각 공정은 반도체 패턴 형성에 필수적인 공정으로 박막 공정에서 생성된 막질 중 필요하지 않을 부분을 제거하는 공정이다. 식각액을 이용하는 습식식각과 식각가스를 이용하는 건식식각으로 나뉜다. 동사는 습식식각에 사용되는 식각액을 생산한다. 주력 제품은 HF(불산), 인산계 식각액, B.O.E.(Buffered Oxide Etchant) 다. HF은 세정용으로 쓰이고 인산계 식각액은 주로 NAND 공정에서 나이트라 이드막 식각에 사용된다. B.O.E.는 불산계 식각액으로 DRAM 공정에서 옥사이 드막 식각에 사용된다.

 

 

 

(2) CMP 슬러리

 

반도체 표면을 화학적 또는 기계적 방법으로 연마해 평탄화하는 CMP 공정에 사용되는 재료이다. 슬러리는 CMP 공정에 들어가서 연마막(웨이퍼)을 제거한다. 연마 대상 막질에 따라 크게 실리카, 세리아, 메탈계 슬러리로 분류된다. 실리카와 세리아는 소자 분리, 메탈계는 배선형성에 사용되는데 주로 세리아계 슬러리를 공급하고 있다. 경쟁사로는 케이씨텍, 히타치, 케봇 등이 있다.

 

 

(3) 프리커서

 

 

2.2. 디스플레이 소재

 

(1) Chemical 사업부

 

동사의 디스플레이 Chemical 사업부는 크게 Etchant와 디스플레이 소재로 분류 된다. Etchant는 디스플레이의 동작을 제어하는 TFT 공정에서 박막 제거용으로 사용된다. 주 고객사는 LG디스플레이이며 경쟁사는 이엔에프테크놀로지다. 유기재료는 주로 OLED용 뱅크머티리얼과 LCD용 컬럼스페이서, 블랙매트릭스, 컬러 레지스트 등이 있다. 주 고객사는 LG디스플레이다.

 

(2) Thin Glass

 

Rigid OLED향 Thin Glass 소재를 생산한다. Thin Glass는 말 그대로 유리를 얇게 만드는 공정이다. Flexible OLED와 달리 Rigid OLED는 베이스 기판으로 유리를 사용하고 커버도 유리로 사용한다. 스마트폰 또는 태블릿용으로 OLED를 사용하면서 디스플레이의 두께를 상대적으로 얇게 만드는 것은 필수적인 요소다.

 

 

2.3. 2차전지 소재

 

(1) 2차전지 전해액

 

국내 3사에 전해액을 공급하고 있다. 전해질, 용매, 첨가제를 합성한 전해액을 고 객사에 납품 중이다. 기존에는 삼성SDI에 소형 배터리용 전해액만 공급했지만 최근에는 국내 고객사들에게 대형 배터리용 전해액을 판매하며 고객사와 적용 제품군을 확대 중에 있다. 경쟁사로는 비상장사인 동화일렉트로라이트, 엔켐 등 이 있다. 현재 캐파는 연간 1.2만톤 수준이고 솔브레인홀딩스가 헝가리 법인을 통한 증설로 향후 고객사 수요에 대응할 전망이다.

 

 

 

 

 

3. 향후 사업 전망

 

3.1. 삼성전자의 공격적인 NAND 증설과 Double Stacking

 

솔브레인 매출의 약 60%는 불산계(HF, BOE)와 인산계(H3PO4) 식각액에서 나온다. 그 중 1) 삼성전자의 NAND 라인 증설, 2) NAND 고단수화, 3) 21년부터 삼성전자 Double Stacking 적용에 따른 인산계 식각액 투입량 증가가 기대된다. 2020년 솔브레인의 인산계 식각액 매출은 2,113억원(+4.6% YoY)으로 추정되고 2021년 2,376억원(+12.5% YoY)으로 양호한 성장이 기대된다.

 

인산계 식각액은 3D NAND 제조 과정에서 나이트라이트막 식각에 사용된다. 국내 고객사향 인산계 식각액을 거의 독점하고 있다. NAND 투자 증가, 고단화 두 가지 요소에 따라 투입 물량이 증가되며 Double Stack 적용시 식각 공정이 2회 로 늘어나면서 급격한 물량 증가가 예상된다.

 

 

삼성전자는 NAND에서 공격적인 투자 성향을 보이고 있다. 기술격차에서 나오는 후발업체들과의 수익성 차이를 기반으로 M/S를 증가시키는 전략을 쓰고있다. 삼성전자는 수익성 유지와 M/S 확대 효과를 모두 얻으려한다. NAND 업황은 부진하겠지만 장기적으로 봤을 때 삼성전자에게는 최적의 전략이다.

 

3D NAND 시장에서의 본격적인 M/S 확대 전략의 일환으로 2021년 삼성전자는 시안 2공장, 평택 2공장 증설을 통해서 총 60-80K/월 수준의 투자를 진행할 전망이다.

 

2022년 글로벌 NAND 증설요구량은 150K/월 수준으로 추정된다. NAND 수요 증가율 35%, 공정기술 발전에 따른 공급 증가율 25% 가정하에 나온 수치다. 삼 성전자가 적정한 M/S 유지를 위해서는 현재 M/S 이상의 투자를 진행해야 한다.

 

 

고선택비 인산액의 국내 시장규모는 약 2,000억대 초반으로 추정된다. 현재 삼성전자향 인산계 식각액은 대부분 공급하고 있는 것으로 알려져 있다. 삼성전자의 NAND 시장점유율 확대 전략의 독점적인 수혜가 가능할 전망이다. 최근 LTCAM에서 SK하이닉스 일부 라인에 소량 공급하고 있지만 저단수 3D NAND 에만 투입된다. 동사의 독점적 지위 유지는 유지될 가능성이 높다.

 

 

인산계 식각액은 3D NAND 도입으로 수요가 급증했다. 3D NAND는 ① 옥사이 드층과 나이트라이드층을 번갈아가며 쌓고(ONO), ② Channel을 형성하는 방식으로 구성되어 있다. Channel 구성 뒤에 ④ metal line 형성을 위해서 ③ 나이트 라이드 층을 제거하는 공정을 거치는데 나이트라이드 막 식각에 고순도 인산계 식각액이 사용된다. 여타 식각 공정과 다르게 부분 식각 대신 전체 식각을 진행 한다. 고객사의 캐파 증설에 따라 투입량 증가가 다른 식각액들 대비 클 수 밖에 없다.

 

 

삼성전자는 하반기 V7(176단)부터 Double Stack을 적용할 것으로 전망된다. Double Stack 적용에 따라 솔브레인의 인산계 식각액 출하는 증가할 것이다. Double Stack 공정에서는 위의 Metal line 형성까지의 공정을 2번 진행되는 것으로 추정된다.

 

V7이 176단 수준이라고 가정했을 때 92단(V5) NAND 대비 최대 2배 가량의 공급 물량이 늘어날 것으로 예상된다. SK하이닉스의 경우에는 이미 선단공정에서 Double Stack을 적용하고 있지만 3D NAND 캐파가 3배 수준인 삼성전자가 적용함에 따라 공급 물량이 본격적으로 증가할 전망이다.

 

 

 

3.2. DRAM 업황 개선에 따른 불산계 식각액 출하 증가

 

솔브레인 매출액에서 가장 큰 비중을 차지하는 제품은 불산계 식각액이다. 매출 에서의 비중이 30% 이상으로 추정되며 주로 DRAM 공정에 투입된다. 불산계 식각액 매출액은 1) DRAM 라인 증설, 2) DRAM 업황 개선에 따라 2021년 견 고한 성장이 기대된다. 불산계 식각액 매출은 2020년 3,226억원(+6.5% YoY)에 서 2021년 3,571억원(+10.7% YoY)으로 양호한 성장이 기대된다.

 

불산계 식각액은 국산화가 가장 많이 진행된 소재로 국산화에 따른 M/S 추가 증가가 쉽지 않고 DRAM은 Tech Migration에 따른 Step 수 증가가 크지 않기 때문에 고객사 라인 증설에 따른 물량 증가가 큰 변수다. 2분기부터 서버향 수요가 회복되며 메모리 업황 개선에 따라 제한적인 단가인하 압력 하에 진행되는 순차적 증설에 따른 수혜가 전망된다. 

 

 

메모리 반도체 산업은 데이터센터 및 엔터프라이즈향 수요 회복, 인텔의 신규 플랫폼 출시에 따른 DDR5 전환 수요 발생에 DDR5 전환, DRAM EUV 도입에 따른 공급 제약 요소 강화로 업황 개선이 예상된다. 메이저 3개 업체들이 공격적인 증설을 감행하지 않는 상태에서는 공급 부족 현상이 지속된다. 생산 업체들은 높은 가동률을 유지할 것이고 소재 수요는 견조할 것으로 예상된다.

 

 

통상적으로 소재 업체들은 ① 기술 변화에 따른 Step 수 증가, ② 생산 업체들의 캐파 증설, 일본 수출 규제 이후 ③ 국산화에 따른 M/S 증가 또는 신제품 공급 에 따라 공급 물량(Q) 증가 효과를 누린다. 솔브레인은 국산화 수혜로 M/S 증가 효과를 누렸다.

 

기술 변화에 따른 Step 수 증가 효과 또한 공급 물량(Q) 증가의 변수다. 2021년 생산 업체들의 주력 노드는 1ynm로 1xnm 대비 Step 수 증가 효과는 크지 않다. 결국 고객사의 라인 증설에 따른 실적 증가 효과가 가장 클 것으로 예상된다. DRAM 수급 상황을 고려해 볼 때 공급이 수요를 하회할 가능성이 높다. 생산업체들은 수요를 하회하는 수준에서 21년 105K/월, 22년 150K/ 월 등 꾸준한 캐파 증설이 전망된다.

 

 

공급 단가(P)의 경우 연구개발비, 규모의 경제, 원재료 단가 인하 등의 요소를 고 려해 초기에 높게 유지되고 연간 미드싱글 % 인하가 진행된다. 이에 더해 생산 업체들의 이익률을 고려해 단가가 결정된다. DRAM 고정가가 내려가는 구간에 반도체향 매출액은 감소세를 보였다. 가장 큰 변수는 업황이다.

 

 

1Q21 DRAM 고정가 인상이 진행됐고 4월 DRAMeXchange에 따르면 8Gb DDR4 제품의 가격은 26% 가량 올랐다. 원가 요소들이 고정돼있는 삼성전자와 SK하이닉스의 이익률은 지속적인 개선되는 상황이다. 메모리 업사이클에서 공급 단가 인하 압력은 크지 않을 가능성이 높다.

 

결론적으로 공급 물량(Q)과 공급 단가(P)를 고려해봤을 때 향후 불산계 식각액 의 꾸준한 실적 개선이 기대된다. 2021-22년 글로벌 캐파 증설량은 105K/월, 100K/월로 전체 캐파에서의 비중은 각각 7.5%, 6.6%다. 이 중 증설의 상당부분 을 글로벌 1, 2위 업체인 국내 업체들이 진행한다고 했을때 공급 물량 증가분은 이에 비례하거나 Tech Migration을 고려하면 소폭 상회할 것으로 예상된다. 빅사 이클 하에서의 제한적인 단가인하 압력을 고려해보면 향후 2년 안정적인 실적 개선을 전망한다.

 

 

3.3. 전해액 사업 성장 본격화

 

2021년 1분기 2차전지 전해액 매출액 400억원으로 전년대비 189% 성장했다. 기존에는 전해액 매출 중 소형전지가 차지하는 비율이 높았지만 대형전지 시장 의 본격적인 개화에 따른 수혜가 기대된다. 솔브레인의 2차전지 매출액은 2020년 850억원(+68.9% YoY)에서 2021-22년 각각 1,764억원(+107.5% YoY), 2,102 억원(+19.2% YoY)로 고성장이 전망된다.

 

코로나19의 영향으로 전기차 및 ESS 시장의 성장은 기존 예상치보다 하향 조정 되었지만 각 국의 그린 정책과 환경 규제의 영향으로 2021년 성장 궤도 재진입 이 기대된다. 특히 전기차 시장은 공급 확대의 원년이 될 전망이다. 폭스바겐, 현 대차, GM과 같은 완성차 업체들은 전기차 전용 플랫폼과 전용 생산 라인 투자를 통해 본격적인 시장 진입을 시작했다.

 

 

대형전지 시장이 본격적으로 개화되면서 안정성을 확보하는 작업이 필요할 전망 이다. 2019년 ESS 화재 사고, 2020년 Tesla, BMW 등의 차량 폭발 사고는 대형전 지 시장 성장에 걸림돌이다. 향후 안정성과 생산 수율을 동시에 확보하는 업체가 시장 지위를 확대해 나갈 가능성이 높다. 셀 업체들의 입장에서는 안전한 선택은 기존 공급업체들의 소재를 꾸준히 선택하는 것이다.

 

또한 국내 배터리 3사가 대형 배터리 시장의 점유율을 높여감에 따라 국내 소재 업체들의 수혜도 기대해 볼 수 있다. 소형전지용 전해액 시장은 중국업체가 가격 경쟁력을 무기로 높은 시장점유율을 차지했다. 소형전지용 전해액은 제품 테스트 기간도 6개월 가량으로 짧고 업체별 차별점이 상대적으로 적다. 대형전지용 전해 액은 제품 테스트 기간이 2-3년 가량으로 길고 제품 안정성이 중요시된다. 셀 업체와 긴밀한 협력이 가능하고 제품 스펙을 맞출 수 있는 업체들이 유리하다. 국내 전해액 업체가 중국 또는 일본 업체 대비 좋을 수 있는 이유다.

 

 

삼성SDI는 최근 헝가리 법인에 대해 유상증자 4,038억원, 채무보증 5,384억원을 결정했다. 해당 자금으로 각형 배터리 라인 4기 증설 예정에 있다. 증설 이후 총 50GWh 수준의 배터리 캐파를 보유할 전망이다. 또한 지연됐던 원통형 배터리 에 대한 투자도 연내로 진행할 예정이다. SK이노베이션도 30GWh 규모의 헝가 리 3공장 투자를 발표했고 미국 조지아 추가 투자도 고려 중이다. LG도 GM과 합작해 오하이오 공장을 설립하고 미국 2공장, 오창 원통형 공장도 증설 예정이 다. LG와 SK의 특허권 분쟁이 끝난만큼 향후 투자 로드맵에 있어서 큰 차질은 없을 전망이다.

 

 

고객사의 캐파 투자 확대, EV 및 ESS 시장 성장 본격화에 따른 매출 급증이 전 망된다. 1KWh의 배터리에 10kg의 전해액이 탑재된다. 국내 3사의 EV 배터리 캐파를 고려해봤을 때 동사가 특별한 M/S 증가가 없다고 가정해도 2021년 107.5% 매출 성장은 달성이 가능할 것으로 계산된다.

 

최근 2차전지 밸류체인은 여러요인 때문에 주목받지 못하고있다. 첫번째가 국내 업체들간의 특허소송이었고 두번째는 OEM 업체 진입 세번째는 일부 OEM 업 체가 만든 폼팩터 논쟁이다. 첫번째 이슈는 두 업체의 합의로 해소됐다. 소재 업 체의 경우에는 OEM 진입 및 폼팩터 논쟁에서 상대적으로 자유롭다. 2차전지 업 체들에 대한 기대감이 다시 올라오는 구간에서 해당 사업을 영위하는 업체에 대한 Re-rating도 어렵지 않을 것으로 보인다.

 

 

4. 실적 전망

 

4.1. 21년 1Q 리뷰

 

1분기 매출액 2,392억원(-0.2% QoQ, 17.6% YoY) 영업이익 505억원(+1.6% QoQ, +3.5% YoY)으로 영업이익 컨센서스(559억원)을 소폭 하회했다. 1) 반도체 부문 매출액 1,493억원으로 전기대비 3.3% 감소했다. 중국 조업일수 감소의 영 향이다. 2) 디스플레이 소재 매출액이 계절적 비수기 영향으로 376억원으로 4.7% QoQ 감소했다. 2차전지 매출은 리드탭 매출이 70억원 가량 반영되며 400억원을 기록했다.

 

4.2. 21년 2Q 및 연간 전망

 

2분기 매출액은 2,609억원(+9.1% QoQ, 26.2% YoY), 영업이익 585억원(+15.7% QoQ, 16.8% YoY)으로 양호한 실적 개선세가 기대된다. 삼성전자 P2 가동, 삼성 SDI 대형전지 매출 증가 본격화에 따라 성장이 전망된다. 디스플레이 부문도 LG디스플레이 가동률 증가, 중국향 OLED 출하 호조에 따른 A2 라인 가동 지 속에 견조한 실적이 예상된다.

 

2021년 매출액 1조 791억원(+22.6% YoY), 영업이익 2,427억원(+19.5% YoY)이 전망된다. 1) 삼성전자 NAND 투자 및 Double Stack 적용에 따른 인산계 식각 액 공급 물량 증가, 2) DRAM향 불산계 식각액 매출 증가, 3) 대형전지 전해액 공급 증가 영향이다. 고마진인 반도체 매출 비중 감소에 따라 영업이익률은 0.6%p 감소한 22.5%가 전망된다.

 

2020년 코로나19의 영향으로 매출 감소가 가팔랐던 디스플레이 매출액도 YoY 개선이 전망된다. LCD TV 판매 호조 지속에 따른 1) Chemical 부문 매출액이 회복, 2) OLED 스마트폰 침투율 증가와 OLED 적용 어플리케이션 다양화에 따 른 Thin Glass 사업부문 매출액 증가가 실적 방어 요인이다.

 

 

출처: 솔브레인, 신한금융투자, DRAM exchange, Omdia, Lam research, Lithovision, 언론자료

 

 

이전 포스팅 참조

 

https://tristanchoi.tistory.com/49

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