'반도체 소재' 올라타고 석화불황 넘는다

석화업계, 고부가수익원 발굴
LG화학 패키징 절연소재
롯데는 현상액 공장 증설
OCI·삼양도 관련사업 확대

초순수 생산용 이온교환수지(왼쪽)와 반도체 패키징 핵심 소재인 감광성 절연재. 삼양그룹·LG화학

반도체 호황을 타고 석유화학 기업들이 고부가가치 시장인 반도체 소재 분야로 빠르게 이동하고 있다. 범용 제품 중심의 수익 구조에서 벗어나 반도체 공정 핵심 소재를 앞세워 성장 동력을 확보하려는 전략이다.

26일 업계와 증권가에 따르면 석유화학사들은 반도체 공정에 직접 투입되는 소재를 중심으로 사업 재편에 속도를 내고 있다.

대표적인 사례가 롯데 화학군의 한덕화학이다. 이 회사는 롯데케미칼과 일본 도쿠야마가 50%씩 지분을 보유한 합작사로 반도체 현상액(TMAH)을 생산한다. TMAH는 미세회로 패턴 형성 공정에 필수적인 소재다. 울산에 있는 생산 시설을 기반으로 사업을 이어오고 있고 수요 증가에 대응하고자 1300억원을 투입해 평택 포승지구에 약 3만2000㎡ 규모 신규 공장을 건설 중이다. 해당 설비는 올해 말 완공될 예정이다. 내년부터 증설 효과에 따른 성장이 기대된다.

다른 화학 기업들도 유사한 흐름을 보인다. OCI는 기존 폴리실리콘과 기초화학 중심 구조에서 벗어나 반도체용 전자 소재로 사업 축을 이동시키고 있다. 반도체용 폴리실리콘을 비롯해 인산, 고순도 과산화수소 등 공정 핵심 소재를 앞세워 수익성 개선을 추진 중이다. 폴리실리콘은 반도체 웨이퍼의 핵심 원료이고 인산은 식각 공정에 쓰인다. 과산화수소는 세정 공정에서 필수 소재다.

OCI는 과산화수소 생산 자회사를 흡수합병하며 사업 효율화를 추진하는 한편 말레이시아 법인을 통해 해외 투자 재원을 확보하고 일본 도쿠야마와의 합작으로 2029년 상업 생산을 목표로 반도체용 폴리실리콘 사업 확대에 나서고 있다.

삼양그룹 역시 반도체 소재를 핵심 성장축으로 설정했다. 균일계 이온교환수지와 포토레지스트 소재를 중심으로 경쟁력 강화에 집중하고 있다. 이온교환수지는 물속 불순물 이온을 선택적으로 제거하는 기능성 소재로 반도체 공정에서 초순수(UPW) 생산에 필수적이다. 계열사인 삼양엔씨켐은 반도체용 포토레지스트 소재인 고분자 폴리머와 광산발산제 사업을 영위하고 있다. 연간 생산 규모는 포토레지스트용 고분자 240t, 광산발산제 20t으로 국내 최대 규모다. 지속적인 연구개발을 통해 낸드용 불화크립톤 소재뿐 아니라 D램에 쓰이는 불화아르곤과 극자외선(EUV)용 소재 등 자체 생산할 수 있는 제품 포트폴리오를 확대하고 있다.

LG화학도 반도체 패키징 핵심 소재인 감광성 절연재 개발을 추진 중이다. 디스플레이와 전자소재 분야에서 축적한 필름 기술을 기반으로 개발을 완료했으며 글로벌 반도체 기업과 협업을 통해 상용화를 진행하고 있다.

이처럼 화학 기업들의 반도체 소재 진출은 사업 확대를 넘어 구조적 전환으로 평가된다. 업황 변동성이 큰 범용 석유화학에서 벗어나 높은 수익성을 확보할 수 있는 첨단 소재 중심으로 체질을 개선하는 것이다.

[이동인 기자]