더 얇은 웨이퍼와 와이어에 대한 탐구로 텅스텐 다이아몬드 와이어 응용 분야 확대

슬라이싱은 웨이퍼 제조의 핵심 공정 중 하나입니다. 뛰어난 비용 절감 효과로 인해 더 크고 얇은 웨이퍼를 만드는 것이 웨이퍼 분야의 공통 추구 사항이 되었습니다. 폴리실리콘 가격은 최근 2년 동안 계속 상승하면서 더 얇은 웨이퍼 개발이 가속화되고 있습니다. 2017년에는 모르타르 와이어를 다이아몬드 와이어로 포괄적으로 대체함으로써 웨이퍼 슬라이싱 기술의 발전과 비용 절감을 위한 명확한 길을 제시했습니다.

지난 2년 동안 설치된 PV 용량이 급증함에 따라 폴리실리콘 가격은 2021년 공급 부족으로 매월 상승했으며 1년 이상 RMB 200/kg 이상을 유지했습니다. InfoLink는 올해 폴리실리콘 가격이 부족 현상이 완화되는 4분기까지 계속 상승할 것으로 예상하고 있습니다. 가격은 대부분의 생산 확장 프로젝트가 상당한 생산량을 산출하는 내년 3분기까지 RMB 200/kg 이상을 유지할 것입니다.

폴리실리콘 가격 상승으로 웨이퍼 생산 비용이 증가한다. 비용을 통제하기 위해 웨이퍼 제조업체는 웨이퍼 박화 공정을 강화합니다. 2018년부터 2020년까지 제조업체는 3년을 투자해 두께를 5μm만 줄였습니다. 하지만 2021년부터 웨이퍼 두께는 15μm로 얇아졌고, 더 줄어들 수도 있다.

높은 폴리실리콘 가격을 고려할 때, 웨이퍼 제조업체가 폴리실리콘 소비를 줄여 생산 비용을 줄이는 것이 가장 직접적이고 효과적인 방법입니다. 이를 수행하는 한 가지 방법은 더 얇은 웨이퍼를 만드는 것이고, 더 얇은 다이아몬드 와이어를 사용하는 것은 또 다른 방법입니다.

2021년 상반기에는 다이아몬드 와이어의 직경이 42~47μm로 대부분 들어왔다. 수치는 이제 36-40μm에 있습니다. 일부 제조업체에서는 폴리실리콘 사용량을 더욱 줄이기 위해 32μm 텅스텐 다이아몬드 와이어를 코어 와이어로 사용하기도 합니다.

InfoLink는 2022년에 전 세계적으로 최소 239GW의 PV 설치 용량이 추가될 것으로 예상합니다. 이 설치로 인해 웨이퍼 수요가 급증하게 됩니다. 1차 웨이퍼 BOM인 다이아몬드 와이어는 수요 증가가 뚜렷할 전망이다. 더욱이, 다이아몬드 와이어가 얇아짐에 따라 단위당 연마 입자의 양이 감소합니다. Qingdao Gaoce Technology의 웹사이트에 따르면, 43μm 전기도금 다이아몬드 와이어의 절삭 속도는 180±30grit/mm이고, 37μm 전기도금 다이아몬드 와이어의 경우 140±30grit/mm에 불과합니다. 절삭날 비율의 감소로 인해 개당 와이어 소비가 크게 증가했습니다.

와이어 소비량은 182mm 웨이퍼의 경우 3.5~4m/개, 210mm 웨이퍼의 경우 4.8~5.3mm/개입니다. 두 가지 모두 전선 소비량으로 환산하면 0.46~0.53m이며, 이를 기준으로 2022년 내내 500,000km/GW의 전선이 사용될 것으로 예상됩니다. 이 수치는 전선이 얇아짐에 따라 매년 50,000km/GW씩 증가할 것으로 예상됩니다.

설치된 PV 용량 증가와 더 얇은 와이어 개발로 인해 2022년 다이아몬드 와이어 수요는 2021년보다 더 크게 증가할 것입니다. 올해 다이아몬드 와이어 수요는 1억 5천만km에 도달하고 2030년에는 2억 5천만km를 초과할 수 있습니다.

현재 대부분의 다이아몬드 와이어는 고탄소강선을 심선으로 사용하고 있습니다. 고탄소강선과 그 응용은 미국, 일본 등 선진국에서 시작됐다. 가장 경쟁력 있는 다이아몬드 와이어 공급업체는 세계 최고의 다이아몬드 와이어 제조업체인 Asahi, Nakamura, DMT 등 일본과 미국 출신입니다.

2017년부터 중국 다이아몬드 와이어 공급업체가 증가하고 수입 대체가 빠르게 진행되면서 중국 제조업체는 다이아몬드 와이어 시장에서 거의 100%에 달하는 지배력을 되찾았습니다. 현재 다이아몬드 와이어 공급망은 '하나의 초강대국, 다수의 강대국' 상태에 있다. Metro는 수년 동안 50% 이상의 시장 점유율을 확보했으며 Gaoce, Planetec, Yuanshi 및 Jiangsu Resource Fusion Diamond Technology는 모두 월간 공급량이 최소 100만km에 달합니다.

출처: InfoLink가 수집한 공공 데이터 및 산업 조사

이론적으로 2021년 말 현재 다이아몬드 와이어 생산 능력은 1억 5,800만km로 2022년 연간 수요를 충족했습니다. 제조업체가 확장됨에 따라 이론적 생산 능력은 올해 말까지 3억km를 넘어설 수 있습니다.