광석
→ 정광
→ 화학 전환
→ APT
→ 텅스텐 산화물
→ 고순도 텅스텐 분말
→ WF6
→ 반도체 웨이퍼 위 텅스텐 증착
=> 텅스텐 공급망
중요한 점은 광산에서 정광을 생산했다고 해서 바로 반도체 공급망으로 들어갈 수 있는 게 아니다.
APT는 공급망에서 가장 중요한 중간재 텅스텐
정광을 고압 침출하고 불순물을 제거한 뒤 ammonium tungstate 용액을 만들고, 이를 결정화해서 APT를 만든다.
이후 APT를 소성해서 yellow tungsten oxide나 blue tungsten oxide로 바꾼다.
문제는 희토류와 같이 텅스텐도 APT에 대한부분을 중국이 다 쥐고있음.
즉 텅스텐 체굴만 한다고해서 텅스텐 쇼티지가 해결되지 않음.
예를 들어보면
반도체 쪽에서는 APT에서 산화물을 만들고, 산화물을 수소로 환원해서 텅스텐 금속 분말을 만든다.
WO3 + 3H2 → W + 3H2O
그냥 텅스텐 분말이면 되는 게 입자 크기, 형태, 산소 함량, 미량 금속 불순물 등이 용도에 따라 다르다. 초경합금용 분말과 WF6용 분말은 서로 대체할 수 없다
WF6는 이 고순도 텅스텐 분말에 불소를 반응시켜 만든다.
W + 3F2 → WF6
화학식만 보면 단순하지만 실제 제조는 굉장히 어렵다.
반응 후 정제, 증류, 불순물 제거, 분석, 특수 용기 포장까지 해야 한다. WF6는 독성·부식성이 강하고 수분과 격렬하게 반응하기 때문에 설비 비용도 높다
WF6는 실제로 웨이퍼에서 텅스텐을 증착할 때 쓰는 precursor
WF6 + 3H2 → W + 6HF
특히 contact, plug, via 같은 미세 연결 구조를 채우는 데 사용되고, 3D NAND처럼 수직 구조가 복잡해질수록 void 없이 금속을 채우는 능력이 중요해진다.
현재 이러한 WF6 와 APT 정제시설은 중국을 제외하면 만들수있는 곳들이 사실상 없고 여기서 병목 지점이 생기게된다.
광산 공급이 아무리 늘어봐야 의미가 없다는 소리.
광산 < APT 정제 < 고순도 powder < WF6 qualification
따라서 광산은 텅스텐쪽에서 제일 늘기 쉬운곳이고 대체가 쉬운 품목이지만 APT정제쪽은 아니라는 소리다.
특히나 현 반도체 흐름에서 볼때 PCB drill bit와 cutting tool의 핵심 소재이고 M9, glass cloth, CCL처럼 PCB 소재가 단단해질수록 drill bit 마모가 빨라지고 필요한 drill bit 수량도 늘어난다
이러한 관점으로 볼때 텅스텐 미드스트림이 바틀넥으로써 큰 포지셔닝을 차지할것으로 판단이 된다.