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태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 15
태양 지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 망10)
목 차
Ⅰ. 잉곳/웨이퍼의 개요
Ⅱ. 세계 잉곳/웨이퍼산업의 최근 동향
Ⅲ. 잉곳/웨이퍼 국내업체 동향
Ⅳ. 향후 망 시사
Ⅰ. 잉곳/웨이퍼의 개요
1. 잉곳/웨이퍼의 개념
○ 잉곳은 분말 상태의 폴리실리콘을 화학 처리를 통해 원통( 는 육각형) 모양으
로 만든 실리콘 덩어리
- 용도에 따라 크게 반도체용과 태양 지용으로 구분하며 제조공정에 따라 단결정
잉곳과 다결정 잉곳으로 구분
○ 웨이퍼는 잉곳을 균일한 두께로 단하여 가공한 둥 고 얇은 형태의 박
- 웨이퍼의 원재료로는 게르마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs) 등도 사용되나 상업 으로는
실리콘 웨이퍼가 가장 리 쓰임
․실리콘은 고품질의 산화물 연막을 쉽게 형성시킬 수 있고 게르마늄에 비해
넓은 밴드갭을 가지고 있어 높은 온도에서도 작동할 수 있고 지구상에서 두
번째로 풍부한 원소로 렴하게 제조 가능
- 웨이퍼는 직경 100㎜, 200㎜, 300㎜ 제품이 주로 생산되고 있으며, 추가공정에
따라 폴리시드(Polished) 웨이퍼, 에피택시얼(Epitaxial) 웨이퍼, SOI(Silicon on
insulator) 웨이퍼 등으로 구분
○ 잉곳/웨이퍼는 태양 발 시스템 설치비용의 약 30%를 차지
- 폴리실리콘(21%) 잉곳/웨이퍼 제조 등 소재 부문이 태양 발 원가
51%나 차지하고 있어 원가 감의 핵심이 되고 있음
* 본고는 산은경제연구소 이민식 수석연구원이 집필하 으며, 본고의 내용은 집필자의 견해로 당행의 공식
입장이 아님
16 산업이슈
태양 발 시스템 설치비용의 구성별 비
잉곳/웨이퍼
소재
(30%)
실리콘소재
(21%)
전지공정원가(14%)
조립비(9%)
시스템설치비
(26%)
자료 : 우증권
2. 잉곳/웨이퍼의 제조공정
○ 실리콘 웨이퍼는 폴리실리콘을 단결정 는 다결정 상태의 잉곳(Ingot, 실리콘
덩어리)으로 만든 후 균일한 두께로 단하여 제조
- 다결정 웨이퍼 공정은 별도의 정제과정 없이 폴리실리콘을 그 로 활용하며 태
양 지용으로만 이용
- 단결정 웨이퍼 공정은 고순도․고효율을 확보하기 해 추가 정제과정이 필요
하며 비용이 다소 높음
○ 다결정 실리콘 잉곳 제조공정은 “일방향성 응고(DS : Directional Solidification)”를
기본원리로 하는 “ 릿지만(Bridgman)기술”이 주축
- 세부 인 방법에 따라 DS법외에 Cast법, EMC(Electro-magnetic casting)법 등
으로 구분
태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 17
다결정 잉곳 제조 방법
제조방법 설 명
DS법하나의 도가니에서 용융과 방향성 응고가 차례 로 이루어지는 방법. 규모의 생산
용량에 합하며 가장 리 이용
Cast법하나의 큰 도가니에서 용융한 후 별개의 도가니에 부어 방향성 응고시키는 방법. 규모
용량에 합
EMC법유도가열 방식에 의해 설계된 속도가니를 사용하여 용융된 실리콘이 도가니 벽과
치 않도록 고안된 기술로서 반연속 으로 응고된 실리콘 잉곳을 추출
○ DS법에 의한 웨이퍼 제조공정은 폴리실리콘 용해, 용액 응고, 잉곳 제조 웨
이퍼 생산으로 나 수 있음
- 폴리실리콘을 주형에 넣고 고온으로 용해한 후 실리콘 용액을 온도 조 을 통
해 부분부터 응고하여 다결정 잉곳을 얻고, 단과 세정 등의 과정을 거쳐
최종 으로 웨이퍼를 생산
다결정 실리콘 제조과정
폴 리 실 리 콘
S i l ic o n M e lt
다 결 정 실 리 콘 잉 곳
H e a t E x c h a n g e
In g o t In g o t S e c t io n in g
W ir e S a w in g
M u lt ic r y s ta l l in e S i l ic o n W a f e r
폴 리 실 리 콘
S i l ic o n M e lt
다 결 정 실 리 콘 잉 곳
H e a t E x c h a n g e
In g o t In g o t S e c t io n in g
W ir e S a w in g
M u lt ic r y s ta l l in e S i l ic o n W a f e r
자료 : Scan Wafer
○ 단결정 실리콘 웨이퍼 제조공정은 크게 로 존 법과 쵸크랄스키법이 있음
- 로 존 법은 높은 도성과 고순도의 결정을 만들 수 있는 장 이 있으나
18 산업이슈
고비용의 단 이 있음
- 쵸크랄스키법에 의한 제조공정은 단결정 성장, Slicing, 폴리싱, 세정 검사
등으로 나 수 있으며 리 이용되고 있음
․단결정 성장은 잉곳 생산에 필요한 원부자재(폴리실리콘, Dopant1)등)를
Grower에 넣고, 높은 온도에서 녹인 다음 단결정 (Ingot)으로 성장시키는 공
정을 말함
․Slicing은 잉곳을 균일한 두께로 단하는 과정으로 에는 다이아몬드
단기를 사용하여 손실률이 50%에 이르 으나, 재는 Wire Saw를 활용하여
손실률을 30% 수 까지 낮춤
․래핑, 에칭, 열처리, 폴리싱은 단 과정에서 생기는 결함을 제거하고 웨이퍼
표면을 평탄하게 하는 과정으로써 웨이퍼의 표면 정 도를 높임
․세정 검사는 웨이퍼 표면에 있는 오염물질을 깨끗이 세정한 후 티클
속성 불순물 검사 등을 통해 품질기 에 미달하는 제품을 가려내는 과정
단결정 실리콘 웨이퍼 제조과정
폴리실리콘 Beveling슬라이싱그라인딩단결정성장 Lapping
열처리에칭 세정 검사 포장Polishing
폴리실리콘 Beveling슬라이싱그라인딩단결정성장 Lapping
열처리에칭 세정 검사 포장Polishing
3. 단결정과 다결정 실리콘 웨이퍼의 비교
○ 다결정 실리콘 웨이퍼는 단결정 실리콘 웨이퍼에 비해 순도 효율은 낮으나
1) 자나 정공을 제공함으로써 반도체의 도 형태를 바꾸는 원소. 실리콘의 Dopant는 3족과 5족 계열에
있는 원소(붕소나 인)
태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 19
원료 수 이 용이하고 제조공정과 제조원가면에서 유리해 태양 지 시장의 약
60%를 차지
- 다결정 웨이퍼는 원재료비가 단결정보다 30～40% 렴
- 효율이 높은 단결정 태양 지는 원재료비가 비싼 신 설치면 이 작아도 되고
모듈 면 도 일 수 있어 모듈 제조단가, 설치비, 땅 값 등을 일부 감할 수
있는 여지가 있음
단결정 실리콘과 다결정 실리콘 비교
구 분 단결정실리콘 다결정실리콘
순 도 높다 낮다
결정 결함 도 낮다 비교 낮다
효 율 높다 비교 낮다
효율 도달 한계치 35% 19%
제조방법 크랄스키법, 로 존법 캐스트법, 리본법
원 가 고가 상용화 가능한 낮은 비용
특 징
- 변환효율(15～25%)은 높으나 제조 온도가
높아(1500℃) 력 소모가 많음
- 제조 공정 간단, 제조비용 렴
- 단결정 실리콘의 입자가 여러개
모인 것임
자료 : KISTI(한국과학기술정보연구원)
Ⅱ. 세계 잉곳/웨이퍼산업의 최근 동향
1. 시장구조
○ 태양 산업 기에는 기존의 반도체용 웨이퍼를 생산하는 세계 상 5개사(신에
츠(일), 썸코(일) 등)를 심으로 태양 지용 웨이퍼 생산
- 이들 5개사는 장기공 계약을 통해 웨이퍼부문 과 (시장 유율 86.4%)시장
형성
․반도체용 웨이퍼 생산업체들이 기존의 안정된 생산기반을 바탕으로 태양 지용
웨이퍼도 생산하여 신규진입이 어려운 구조 형성
○ 최근 태양 산업이 성장함에 따라 폴리실리콘 태양 지업체들이 웨이퍼산
업에 본격 진출하면서 세계 태양 지용 웨이퍼 생산능력이 격히 확
- 2008년 웨이퍼 생산능력은 2007년 비 89.9% 증가 상
20 산업이슈
○ 신규 진입기업의 증가원인
- 태양 산업의 성장에 따른 태양 지 수요의 증
- 안정 사업 경 효율화를 한 수직계열화
- 20～30%의 업이익률을 구가하는 고부가가치 산업이면서도 기술진입 장벽이
상 으로 낮음2)
○ 재 세계 태양 지용 웨이퍼시장은 신규 진입 증가로 경쟁시장이 본격 형성
에 있음
- ’08년 기 8개사의 세계 시장 유율(생산능력 기 )은 37.5%
주요 선도기업군의 웨이퍼 생산능력 생산량 황
(단 : MW, %)
LDK Sharp REC Renesola SolarWorld Sunpower PV Crystalox Yingli World
국 가 국 일 본 노르웨이 국 독 일 미 국 국 국
생산능력 1,100 732 655 645 628 436 415 400 11,037
생 산 량 590 732 558 445 423 278 342 250
비 10.0 6.6 5.9 5.8 5.7 4.0 3.8 3.6 45.4
주 ： 2008년말 기 이며 비 은 생산능력 기
자료：Prometheus Institute
○ 세계 부분의 웨이퍼 업체들은 잉곳과 웨이퍼를 함께 생산하고 있음
- 우리나라도 잉곳을 문으로 생산하는 웅진에 지를 제외한 부분의 업체들은
잉곳과 웨이퍼를 함께 생산
○ 세계 태양 발 련 선도 업체들 상당수 기업들은 시장지배력 강화를 해
수직 계열화 본격 추진
- 폴리실리콘부터 잉곳, 웨이퍼, 태양 지, 모듈, 태양 시스템까지 태양 산업
supply chain상의 요소 사업들을 수직 계열화
․폴리실리콘과 잉곳/웨이퍼간의 안정 수 과 원가 감 등을 해 Hemlock,
Wacker 등 폴리실리콘업체들이 웨이퍼산업에 진출
․Sharp(일), Kyocera(일) 등 태양 지업체들도 잉곳/웨이퍼 뿐만아니라 모듈
시스템사업을 포 하는 수직계열화 달성
2) 반도체용 심의 시장 구조에서는 고순도의 제품생산이 가능한 기업만이 생존할 수 있었으나, 태양
지용 시장의 확 로 순도의 제품으로도 시장에 진입할 수 있는 가능성이 열림에 따라 반도체에 비해
신규 기업들의 시장 진입이 상 으로 수월해진 상태
태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 21
Vertical Integration 유형 주요기업
○ 잉곳/웨이퍼 제조장비 업체
- 잉곳 제조용 고로 제조업체에는 미국의 GT Solar와 독일의 ALD Vacuum
Technology 등이 있음
- 웨이퍼 단기 제조업체에는 Meyer Burger(독), 이시이효키(일), Applied Material(미)
등이 시장을 주도
2. 수 동향
○ 잉곳/웨이퍼 산업의 수 상황은 폴리실리콘의 공 과 반도체 태양 지 산업
으로부터의 수요에 의해 좌우됨
- 지난해까지만 해도 태양 지 산업에서의 웨이퍼 수요가 지속 으로 증가하여
세계 인 공 부족 상을 보인 폴리실리콘이 웨이퍼 산업의 수 동향을 좌우
○ 2003～2007년 연평균 55%의 속도로 성장한 태양 지 부문의 성장에 힘입어
태양 지용 웨이퍼 시장은 재 체 웨이퍼시장의 약 25%를 차지
- 반도체 산업에 종속되어 왔던 웨이퍼 산업은 태양 지용 웨이퍼라는 새로운 시
장을 얻게 되어 높은 수익성 구가
22 산업이슈
폴리실리콘 웨이퍼 출하량
01 , 0 0 02 , 0 0 03 , 0 0 04 , 0 0 05 , 0 0 06 , 0 0 07 , 0 0 08 , 0 0 09 , 0 0 0
1 0 , 0 0 0
2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 705 , 0 0 01 0 , 0 0 01 5 , 0 0 02 0 , 0 0 02 5 , 0 0 03 0 , 0 0 03 5 , 0 0 04 0 , 0 0 04 5 , 0 0 05 0 , 0 0 0
웨 이 퍼 출 하 량 ( 좌 )
폴 리 실 리 콘 생 산 량 ( 우 )
( M / T )( m i l l i o n s o f s q u a r e i n c h e s )
자료 : SEMI
○ 웨이퍼산업은 2008년 상반기까지 수 압박에 따른 폴리실리콘 가격 등으로
원가가 상승하는 등 웨이퍼가격이 폴리실리콘 가격과 동행하는 모습을 보여 호황
- 폴리실리콘 가격은 2005년 ㎏당 48달러에서 2007년 70～90달러, 2008년에는 최고
100달러까지 거래되었으며 SPOT가격도 2008년 한때 475달러까지 등
- 웨이퍼가격3)도 2005년 장당 4.91달러를 기록한 후 2006년 6.85달러, 2007년 7.21
달러, 2008년 7.58달러로 상승 추세를 보임
- ’08년 하반기에는 웨이퍼 수요처의 압박으로 코스트 가가 제 로 이루어지지
않아 업환경이 악화되어 수익성 락
폴리실리콘 웨이퍼 가격 추이
50
60
70
80
90
05 06 07 08
폴 리 실 리 콘 가 격 (달러 /kg )
0
2
4
6
8
10
웨 이 퍼 가 격(달 러 /장 )
폴 리 실 리 콘 가 격
웨 이 퍼 가 격
주 : 웨이퍼 가격은 156*156㎜ 웨이퍼(다결정 웨이퍼 표 규격)임
자료 : Photon Consulting, 'Solar Annual 2008', 2008. 11
3) 여기서는 156*156㎜(다결정 웨이퍼 표 규격) 웨이퍼가격임
태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 23
○ 최근 표 인 화석에 지인 국제유가의 락은 다른 태양 부문과 마찬가지로
잉곳/웨이퍼 투자 축에도 한 요인으로 작용
- 최근 유가 락에 따라 태양 발 의 유가 비 채산성 비교우 약화로 동 부
문에 한 투자도 성장 둔화 상을 보임
․태양 , 풍력 등 신재생에 지에 한 투자의 지속여부는 국제유가 60～65달러
내외가 기 4)
채산성 기 에 지원별 정 유가
(단 = 배럴당 달러)
태양광
’09. 5. 14 재 유가
자료 : CERA․FT
3. 수익성
○ 2008년까지는 소재의 공 부족으로 잉곳 웨이퍼 산업의 수익성은 높은 반면
시장진출이 비교 용이한 태양 지 모듈 산업의 수익성은 상 으로 낮은
형태를 보 음
- 일본 웨이퍼업체들은 ’07년 30% 의 높은 업이익률을 기록하여 폴리실리콘에
이어 두 번째의 높은 수익성 향유
4) CERA(Cambridge Energy Research Associates, Inc. : 임 리지 에 지연구소)
24 산업이슈
태양 발 분야별 업이익률 비교(2007)
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
폴 리 실 리 콘 잉 곳 / 웨 이 퍼 태 양 전 지 / 모 듈 시 스 템
( 단 위 : % )
( 4 0 ~ 6 0 % )
( 2 0 ~ 3 0 % )
( 1 5 ~ 2 0 % )( 1 0 ~ 1 5 % )
○ 2008년 3/4분기 이후 웨이퍼의 수익성은 완만한 하락세로 환
- 웨이퍼 매가격이 2008년 2/4분기까지는 계속 상승하 으나 3/4분기이후 태양
지 수요 부진으로 락 추세
․경기침체의 향으로 태양 산업의 성장이 둔화되면서 폴리실리콘 가격이 하
락 으나 태양 지 수요의 감에 따른 로상의 애로 등으로 웨이퍼 가격이
더 큰 폭 하락
- LDK Solar, REC(노르웨이), Renesolar( ) 등 세계 주요 웨이퍼업체의 업이
익율은 15～20%까지 하락
세계 주요 웨이퍼 업체 업마진(’08. 3/4분기 기 )
(단 : %)
업체명 LDK Solar REC Renesolar Ersol Wafers
업마진율 20 18 17 34
4. 기술개발 동향
○ 최근 몇 년간 폴리실리콘 가격이 등하자 많은 웨이퍼 업체들은 단 웨이퍼
혹은 셀당 실리콘 사용을 이는 방법에 한 연구를 활발히 수행
- 웨이퍼 두께를 이는 노력을 꾸 히 진행하여 재 160㎛ 웨이퍼 제조가 가능
하게 됨
․ 재 시장에서는 200㎛ 웨이퍼가 리 사용되고 있음
태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 25
․실험실에서의 태양 지 효율성은 다결정 웨이퍼의 경우 100㎛일 경우 가장
높은 변환효율 가능
․Q-Cell에 따르면 웨이퍼 두께를 70㎛ 만큼 이면 셀 제조비용을 10～15%
감 가능
웨이퍼 두께의 슬림화 웨이퍼 두께별 변환효율
2008
자료 : REC 자료 : REC
○ 톱(wire saw)을 이용하여 잉곳을 자르는 과정에서 톱밥형태로 상당한 양의 실
리콘 낭비(“kerf loss”라 함)가 발생하는데 최근 톱의 성능을 크게 개선하 으
며 이 를 이용해서 자르는 기술도 연구되고 있음
○ Schott Solar(독), Evergreen Solar(미) 등 일부 업체는 실리콘용액으로부터 잉곳을
제조하는 과정 없이 곧바로 웨이퍼를 제조하는 공법을 개발하여 상업화 추진
- Evergreen Solar는 용 로 속에서 두개의 내열성 wire 사이에 실리콘 용액을
퍼뜨리면 표면장력에 의해 실리콘 용액이 퍼져 wire 사이에서 굳어지면서 리본
형태의 길고 얇은 고체 폴리실리콘 띠(ribbon)가 만들어지면 이를 단하여 웨
이퍼를 제조하는 방법 고안
․두개의 리본을 동시에 만드는 dual ribbon 용 로와 4개를 동시에 만드는
quad ribbon 용 로가 있음
․이 리본용 로(dual ribbon furnace) 이용시 5g/w, 4 리본용 로 이용시 약
2.5 g/w까지 실리콘 사용을 일 수 있음
- Schott Solar는 Edge-Defined Film-Fed Growth(EFG) 기술을 도입, 단면이 8
각형 모양의 막 (tube)를 실리콘 용액으로부터 직 뽑아낸 다음, 이 로
tube를 썰어 125mm×125mm 웨이퍼 제작
26 산업이슈
○ Schott Solar, Evergreen Solar가 개발한 두 기술은 잉곳제조가 불필요하고 잉곳을
얇게 써는 과정에서의 kerf loss도 여 보다 더 은 실리콘 사용을 가능하게 해
○ 태양 지 분야에서 기술진화에 따라 실리콘 웨이퍼를 사용하지 않는 태양 지의
양산 가능성도 큰 변수
- 박막형, 염료감응형, 유기 태양 지 등의 차세 태양 지가 상용화될 경우 결
정질 실리콘 태양 지의 핵심소재인 폴리실리콘 실리콘 웨이퍼의 수요는
속히 축될 가능성도 있음
Ⅲ. 잉곳/웨이퍼 국내업체 동향
1. 업계 동향
○ 국내 태양 지용 웨이퍼시장은 약 2조 6,400억 원의 반도체용 시장 규모에 비해
아직 미미
- 국내 태양 지용 웨이퍼 시장규모는 300억원 수 으로 주로 태양 지업체인 KPE
에서 소비되고 있음
○ 2008년 이후 태양 지 투자가 본격화되면서 웅진에 지와 스마트에이스 등의 잉
곳/웨이퍼 생산 신규 진입이 증가하고 있으나 아직은 웨이퍼와 생산장비에 한
국내투자는 취약한 편
- 재까지는 국내 웨이퍼 공 부족으로 태양 지 업체는 높은 해외의존도를 보
이고 있음
- 공정단계가 반도체용 웨이퍼 제조공정과 비슷해 빠른 상품화 가능
○ 재는 국내 태양 지 시장이 크게 형성되지 않아 신규 진입업체들은 수출 주
의 략을 구사하고 있으나 차 내수시장도 활성화될 것으로 보임
□ LG실트론
○ 국내 잉곳/웨이퍼 산업 분야의 선두 기업으로 반도체용 웨이퍼 부문에서 2007년
기 7.2%의 세계시장 유율(6 )을 기록하 으며 2008년 태양 웨이퍼 생산
개시
태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 27
- 재 태양 지용 웨이퍼를 100MW 까지 생산할 수 있는 시설을 갖추고 Sharp에
공
- 태양 용 웨이퍼 수요 증가에 힘입어 2008년 매출액은 년 비 5.1% 증가한
8,724억 원을 기록
○ 태양 발 수직계열화를 추진 인 LG그룹에서 태양 지용 웨이퍼를 LG실트론
에서 담 생산 함에 따라 향후 생산이 크게 증가할 망
□ 웅진에 지
○ 웅진홀딩스와 미국 썬 워(SunPower)의 합작사로서 잉곳을 문으로 생산
- 썬 워로부터 제조기술을 이 받아, OCI( 동양제철화학)에서 폴리실리콘을
조달하여 잉곳을 생산, 량 썬 워로 수출
- 재 태양 지용 단결정 잉곳 연산 1,400톤의 생산능력을 보유하고 있으며 2013
년까지 연산 5,000톤 규모까지 확장 계획
○ 웅진그룹 차원에서 태양 supply chain상 수직계열화 추진
- 2008년 7월 웅진폴리실리콘을 설립하여 폴리실리콘 사업 진출을 추진
- 썬 워와 합작으로 태양 시스템 사업 진출도 계획
□ 스마트에이스
○ 반도체 LCD 장비업체인 동사는 2006년 잉곳 시험 생산을 시작으로 태양
지용 웨이퍼 시장에 진출
- 2007년 6월 30MW 규모의 생산라인을 공하여 월 60만 장(2007년 기 )의 웨
이퍼를 생산 이며 2009년에는 150MW 규모까지 생산라인 증설 계획
- 고효율(18～19%) 단결정 웨이퍼 양산기술과 실리콘 우더를 이용한 잉곳 제조
기술 등을 확보
- 최근에는 OCI와의 폴리실리콘 장기공 계약, OCI에 의한 스마트에이스 지분
30% 인수 등 폴리실리콘 업체와의 력 강화
□ 네오세미테크
○ 2006년 규모 투자를 통해 태양 지용 웨이퍼 시장에 진출
- 2007년 12월부터 연산 100MW 규모의 태양 지용 웨이퍼를 양산
- 재 만 태양 모듈기업인 솔라텍과 10년간의 장기공 계약을 맺고 연평균
28 산업이슈
80MW 수 의 잉곳 웨이퍼를 공
- 최근에는 강릉과학산업단지내 생산설비(160MW) 공장 증설 추진
□ 넥솔론
○ 2008년 9월 북 익산에 150MW 규모의 태양 지용 잉곳 웨이퍼 생산공장을
완공하 으며 2011년 1GW까지 생산능력 확충 계획
- OCI와 폴리실리콘 장기구매계약을 체결하 으며 태양 지 생산업체인 STX솔
라에 2014년까지 웨이퍼 공 계약 체결
□ 오성엘에스티
○ 충남 아산에 연산 50MW 규모의 태양 지용 다결정 잉곳 웨이퍼 생산공장을
공하여 양산 개시
- 남 여수에 3,000 M/T 규모의 폴리실리콘 공장을 신축 인 한국실리콘과 수
직계열화 구축 정
- 2009년까지 연산 120MW 규모의 생산능력 확보 정
2. 국내 수요산업의 황 망
○ 웨이퍼의 주요 수요처인 반도체와 태양 지 시장을 비교할 때, 반도체시장은 활
성화되어 있으나 태양 지시장은 태동 단계
- 반도체 시장의 경우 삼성 자, 하이닉스 등 로벌 반도체회사 등으로부터의 비
교 안정 인 수요가 형성되어 있는 상태
- 태양 지시장의 경우 최근 신규 투자가 이루어지는 등 시장 형성이 본격화
○ 국내 태양 지 생산능력 생산량도 격히 증가하면서 국내 태양 지용 웨이
퍼산업도 성장 지속 망
- 국내 태양 지 생산능력은 ’08년 196MW에서 ’09년 915MW, ‘10년 1,760MW,
2012년 4,350MW로 매년 2배 이상의 생산능력 증가률을 보일 망
- 태양 지 생산량은 2008년 59.4MW에서 2012년 2,715MW로 증 상
태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 29
국내업체들의 태양 지 생산능력, 생산량, 매출규모 망(2006～2012)
901 .5
1 ,658 .0
2 ,715 .0
36 36 196
915
1 ,760
4 ,350
2 ,860
59 .4316 .6
24 .618 .0
0 .66
1 .58
2 .53
0 .06 0 .08 0 .18
3 .67
0
1 ,000
2 ,000
3 ,000
4 ,000
5 ,000
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
(M W )
0
1
2
3
4(U $ B i l )
생 산 능 력
생 산 량
수 익
자료 : 디스 이뱅크, ‘한국의 태양 발 산업 시장 망(2006～2012)리포트, 2009년 1월
○ 최근 삼성, LG, 공업 등 태양 지용 웨이퍼시장에 진입하는 상당수 국내
업체들은 수직계열화를 추진
- 웨이퍼산업의 경우 최근 몇 년간 폴리실리콘 확보 문제가 이슈화되면서 원재료
확보문제가 수 의 변수로 작용
- 2009년에는 폴리실리콘 공 과잉이 상되나 장기 인 에서 고품질 폴리
실리콘의 안정 확보는 여 히 사업 成敗의 핵심 요소
국내 주요 태양 Value Chain
Value Chain 폴리실리콘 잉곳/웨이퍼 태양 지 모듈 시스템
삼성 삼성석유화학 삼성코닝정결정형 실리콘
박막형: 삼성 자 LCD삼성 자LCD
삼성물산
삼성에버랜드
LG LG화학 LG실트론
･결정형 실리콘 : LG 자
･박막형 : LG 자, LGD
CIGS: LG마이크론
LG 자LG CNS/
LG솔라에 지
공업
KMA
( 공업과
KCC의 합작사)
KCC
(& Hyundai H.i)
결정형 실리콘 & 박막형
: 공업공업 공업
OCI
OCI
에버그린 솔라
(OCI 15% 지분)
넥솔론
스마트에이스
(OCI 39.4% 지분)
- - -
웅진홀딩스 웅진폴리실리콘 웅진에 지 - - -
신성홀딩스 한국실리콘 오성엘에스티 신성홀딩스 - -
30 산업이슈
Ⅳ. 향후 망5) 시사
1. 생산능력 망
○ 향후 웨이퍼 생산능력은 태양 산업의 팽창에 따라 성장세를 지속할 것으로 보
이나 증가율은 차 둔화 상
- 2007～12년 태양 지와 웨이퍼 생산능력은 각각 연평균 33.7% 35.1%
증가할 것으로 상되나 2010년 이후 성장률은 둔화
․2012년 태양 지 웨이퍼 생산능력은 각각 29,996MW, 26,166MW를 기록해
2006년 비 10배 이상 증가 망6)
웨이퍼, 태양 지, 모듈 생산능력 망(’07～’12)
-
5 ,000
10 ,000
15 ,000
20 ,000
25 ,000
30 ,000
35 ,000
2007 2008 2009 2010 2011 2012
( M W )
웨 이 퍼
태 양 전 지
모 듈
자료 : Prometheus, PV TECHNOLOGY, Production and Cost, 2009 Forecast, 2009. 1
○ 수직계열화를 추진 인 태양 업체들을 심으로 잉곳/웨이퍼 설비의 공격
투자가 상되며 신규업체의 진입도 활발할 망
- 2007년 세계 폴리실리콘 시장 유율 3 기업인 REC는 2012년에 2008년 비
241% 증가한 2,230MW 증설 계획
- 세계 1 의 태양 지 업체인 Q-Cell(독)도 웨이퍼 부문에 신규 진입하여 2012년
1,092MW를 생산, 세계 6 도약 목표
- 세계 인 폴리실리콘 업체인 Hemlock, Wacker, MEMC 등도 웨이퍼 부문에 꾸
한 투자 상
5) 2012년까지 국제유가가 60～70달러 범 내를 유지하는 것으로 가정하여 분석
6) 생산능력의 망치는 2012년까지의 세계 주요업체들의 발표 수치와 성장률 망을 기 로 하여 합리 인
제약요인을 감안하여 산출(Prometheus, PV TECHNOLOGY, Production and Cost, 2009 Forecast)
태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 31
- 당분간 신규 진입 증가로 업체간 경쟁 심화 후방 요소사업과의 수직계열화
추세 증가
○ 국가별로 보면 국의 생산능력 확 가 가장 활발할 것으로 보이며 독일, 미국,
일본이 그 뒤를 이을 것으로 보임7)
- 국은 2012년 웨이퍼 생산능력이 8,629MW에 달해 동 시장의 1/3을 차지할 것
으로 상
․세계 웨이퍼시장(생산능력 기 ) 10 권내에 세계 1 업체인 LDK Solar를
비롯 3개나 포함될 망
- 국을 포함한 독일 4,257MW(16.3%), 미국 3,843MW(14.7%), 일본 2,424MW(9.3%)
등 4개국이 세계 웨이퍼시장의 73%를 차지할 망
주요 선도기업군의 2012년 웨이퍼 생산능력 망
(단 : MW, %)
LDK REC SolarWorld Renesola Q-CellGlory Silicon
M.Setek Sunpower World
국 가 국 노르웨이 독 일 국 독 일 국 일 본 미 국 -
생산능력 2,420 2,230 1,381 1,158 1,092 1,045 998 973 26,166
비 9.2 8.5 5.3 4.4 4.2 4.0 3.8 3.8 -
자료 : Prometheus, PV TECHNOLOGY, Production and Cost, 2009 Forecast, 2009. 1
○ 장기 으로 세계 태양 지용 웨이퍼산업은 규모의 경제 잇 , 안정 원료
로확보 요성 등 산업의 특성을 고려할 때 경쟁력을 갖춘 소수 형 업체
주로 다시 재편 망
- 장기 으로 수직 계열화 업체, 규모의 경제를 이룬 원가경쟁력있는 업체만이
경쟁력을 확보할 수 있을 것임
- 이에 따라 선도기업과 후발기업간 양극화 심화로 M&A 등을 통한 시장재편이
상됨
7) 미국의 태양 연구소인 Prometheus Institute의 “PV TECHNOLOGY, Production and Cost, 2009
Forecast”(2009. 1) 보고서 참조하여 작성. 동 보고서는 세계 77개 업체를 상으로 태양 웨이퍼 생
산능력 생산량을 조사하여 발표
32 산업이슈
잉곳/웨이퍼 시장구조 변화추이
～2007년(시장 기) 2008～2012년(과도기) 2012년 이후(성숙기)
경쟁형 태
․기존 반도체용 업체에 의한
과 체제(5개업체 시장 유율
86.4%)
․경쟁체제 심화 ․과 체제
수 변수 ․폴리실리콘 수 ․ 로(태양 지) 확보 ․수직계열화 그룹 경쟁력
특 징
․반도체용 웨이퍼 업체 주도
․높은 기술장벽으로 시장
진입이 어려움
․일본이 주도
․태양 지용 웨이퍼 시장
팽창
․시장확 로 신규진입 여지
증가
․태양 수직계열화 붐
․ 국업체의 약진
․수직계열화 업체
원가경쟁력있는 업체 심
․선도기업과 후발기업간
양극화 심화
․M&A, 업양수도 등
시장재편 활발
주요기 업
신에츠, 썸코, 실트로닉스(독),
MEMC(미), 썸코 Techxiv
(일), LG실트론
LDK, REC, Solarworld,
Renesola
REC, Q-Cell 등 태양
수직계열화 업체 심
2. 수 동향 망
○ ’08년 융 기 이후 형 융회사들이 어려워지면서 PF(Project Financing)를
통한 태양 신규 로젝트가 연기 는 취소되는 사태가 속출
○ 태양 산업 축으로 2009년부터는 폴리실리콘 공 과잉 조짐이 가시화되면서
폴리실리콘 조달문제는 해소되었으나 잉곳 웨이퍼의 로가 주요 변수로 두
○ 그러나 장기 으로 보면 수요산업인 태양 지산업이 높은 성장률을 보일 것으
로 상되어 잉곳/웨이퍼도 성장 지속 망
- 2009년에는 세계 경기침체로 일시 성장 둔화가 상되나 태양 발 수요 증
가로 2010년에는 다시 고성장 궤도 진입 망
- 2008～12년 全세계 잉곳/웨이퍼 생산량은 연평균 36.1% 증가율을 보일 것
으로 상8)
8) 생산량 망치는 원재료 시장의 수요와는 계없이 년말의 완 가동을 제로 산출하 으며 신규로
추가된 생산능력에 하여는 제약요인을 감안하 음(Prometheus, PV TECHNOLOGY, Production and
Cost, 2009 Forecast)
태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 33
全世界 태양 지용 잉곳/웨이퍼 생산 망
(CAGR : 36.1%)
7,0738,134
19,056
21,691
24,294
-
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
2008 2009 2010 2011 2012
Production(MW)
(CAGR : 36.1%)
자료 : Prometheus, PV Technology, Production and Cost, 2009 Forecast, 2009. 1 참고하여 재작성
○ 2009년부터 폴리실리콘 공 부족이 해소되고, 차세 태양 지가 상용화되면 후
방산업보다는 방산업의 수익성이 상 으로 높아질 것으로 상됨
- 폴리실리콘, 잉곳/웨이퍼 등 소재분야는 공 부족이 해소되면서 가격하락
매처 확보경쟁 심화로 수익성 감소 상
․ 재 세계 으로 폴리실리콘 생산에 많은 기업들이 진입하고 있고 한 이들
업체들에 의한 잉곳/웨이퍼 생산 참여도 상되고 있어 경쟁격화에 의한 사업성
악화도 우려됨
․全세계 웨이퍼산업은 ’08년 상반기 한때는 년 동기 비 약 100%의 높은
수익 증가율을 보이기도 하 으나 매단가 하락으로 ’09년 이후 수익 증가세가
차 둔화될 망
웨이퍼 매단가 망
단 2007 2008 2009 2010 2011 2012
(U$/Watt) 1.95 2.05 1.82 1.63 1.50 1.38
(U$/장) 7.21 7.58 6.73 6.03 5.55 5.10
주 : 156*156㎜ 웨이퍼는 다결정 웨이퍼 표 규격
자료 : Photon Consulting, 'Solar Annual 2008', 2008. 11
34 산업이슈
全世界 태양 지용 웨이퍼시장 수익 망
4.7
9.7
12.5
17.919.4 20.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
2007 2008 2009 2010 2011 2012
R e ve n u e (Bil.$ )
(CAGR: 34%)
자료 : 디스 이뱅크, ‘태양 지용 폴리실리콘, 잉곳, 웨이퍼 기술 시장 망’ 리포트, 2009년 1월
○ 향후 차세 태양 지에서는 소재보다는 태양 지 모듈의 변환효율 개선이
경쟁력에 더 요하게 작용할 망
3. 시사
○ 최근 투자 축에도 불구하고 세계 각국이 태양 산업을 차세 성장동력산업으로
극 육성함에 따라 향후 국내 웨이퍼산업 시장규모도 크게 확 될 망
○ 고부가치 신성장산업에도 불구하고 웨이퍼산업은 Risk 요인도 내재
- 신규진입 증 등 시장과열 상 이후 경쟁력을 확보한 소수기업 심의 시장
재편으로 개별 기업의 생존문제 두
○ 신규 진입이 증하는 가운데 웨이퍼 가공기술의 발달도 시장구조 개편에 요
한 변수가 될 가능성이 큼
- 웨이퍼 博板化 등 원가 감 노력이 본격화하고 있어 기술 신에 성공한 기업이
세계시장을 선도할 가능성이 큼
○ 개발경쟁 가속화로 차세 태양 지의 상업화 진 추이도 잉곳/웨이퍼시장의
향후 망과 련하여 요한 고려 사항
태양전지용 잉곳/웨이퍼산업의 동향과 전망 35
- 향후 실리콘웨이퍼를 사용하지 않는 박막형, 염료감응형 등 차세 지의 시장
유율이 확 될 것으로 보임에 따라 실리콘 웨이퍼산업 성장 둔화 가능성도
있음
○ 수직계열화 등을 통한 안정 로를 확보한 업체나 규모의 경제를 갖추고 기술
신을 지속할 수 있는 자 력을 갖춘 기업이 비교우 를 갖게 될 것임
- 태양 투자가 축되고 있는 이때 업체들은 미래 호황기에 비해 R&D 투자를
통한 경쟁력 확보 필요
