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美독점 반도체 웨이퍼 검사장비 처음으로 뚫어 “올 매출 1000억” – 조선일보
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반도체 검사 장비
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01 – 창의와 도전을 통한 반도체 검사장비 국산화 선도 – 기술과혁신 웹진
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창의와 도전을 통한 반도체 검사장비 국산화 선도
(사)한국산업기술진흥협회
日 독점이던 반도체 PCB 검사 장비 시장, 국산 업체 두각 – 전자신문
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반도체 검사 장비
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- Summary of article content: Articles about 반도체 검사 장비 반도체 검사 시스템은 검사 장비 종류에 따라 웨이퍼 검사 장비, 마스크 검사. 장비로 분류될 수 있음. 반도체의 응용 분야가 증가 됨에 따라 반도체 검사 시스템 시장 … …
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반도체 검사 장비
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- Summary of article content: Articles about 반도체 검사 장비 ○ 반도체 장비는 논리회로설계, 실리콘 웨이퍼 제조 및 반도체 제조를 위. 한 준비단계에서 웨이퍼 가공, 칩 제작, 조립, 검사단계에 이르기까지의. 전체 공정에 소요되는 … …
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국내 반도체 검사 장비의 Next Level : 넥스틴(348210) – 웨이퍼 패턴 검사 장비 :: 느낌이의 소부장 토론방
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국내 반도체 검사 장비의 Next Level 넥스틴(348210) – 웨이퍼 패턴 검사 장비
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반도체 검사장비 관련주 9종목
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창의와 도전을 통한 반도체 검사장비 국산화 선도
창의와 도전을 통한 반도체 검사장비 국산화 선도
▲ 길성재 차장 (주)유니테스트
메모리 반도체 시장 및 장비의 특징
메모리 반도체(DRAM, Flash Memory) 시장은 지난 17년간 꾸준한 증가세를 보이고 있으며 2017년 시장 규모는 2001년 대비하여 약 3배, 2021년에는 약 4배의 성장도 가능할 것으로 보인다.
4~5년마다 시장 규모가 축소되는 반도체 사이클 없이 메모리 반도체는 슈퍼 사이클에 진입하여 향후에도 약 4~5년간 더 지속적인 성장을 할 것으로 예상하고 있다.
이는 스마트폰 시장의 성장을 시작으로 연이어 사물인터넷, 무인자동차, 빅데이터, 가상현실 및 4차 산업혁명이 견인차 역할을 하고 있는 것으로 판단된다.
이에 국내 메모리 반도체 제조업체들의 실적도 올해 1분기 기준으로 삼성전자는 매출 15조 원 및 영업이익 6조 원, SK하이닉스는 매출 6조 원 및 영업이익 2조 원으로 이익률이 39% 수준에 이른다.
또한 삼성전자의 평택 공장(Nand Flash Memory) 투자 및 SK하이닉스의 추가 라인 증설, 10나노급 미세 공정으로 전환한 신규 DRAM 메모리 출시 등으로 지속적인 성장 기반을 다지고 있다.
메모리 반도체는 전반적으로 메모리 읽기/쓰기 속도의 증가 및 데이터 저장용량의 증가라는 두 개의 축으로 발전하고 있다.
DRAM의 경우는 읽기/쓰기 속도의 증가를 중심으로 발전하고 있으며 금년 중에 DDR4 대비 두 배 빠른 DDR5 제품이 출시되어 시제품으로 나올 예정이다.
Flash Memory의 경우는 데이터 저장용량의 증가를 위해 3D NAND제품이 출시되고 있으며 현재는 약 48단의 제품이 생산되고 있고 향후에는 64단, 78단의 제품이 출시될 예정이다.
이에 따라 메모리 반도체 검사장비도 속도의 증가, 대용량 데이터 처리능력 향상, 불량 검출능력의 신장 등의 방향으로 성능이 향상돼야 한다.
이러한 High End 급의 반도체 검사 장비는 아직 미국 및 일본의 선진 장비에 대부분의 시장이 점유되어 있는 상태이며 공정비용을 절감하기 위한 노력에 걸림돌이 되고 있는 실정이다.
반도체 검사 장비의 특징
반도체 검사 장비는 반도체 제조 전 공정 및 후 공정에서 반도체의 전기적인 기능을 검사하는 장비라고 할 수 있다.
이는 기본적으로 반도체가 동작하는 시나리오대로 신호를 가하고 예상 동작 시나리오대로 작동하는지를 반도체로부터 나오는 신호(Signal)를 캡처(Capture)하고 분석 및 검사하는 것을 말하며 목적은 생산된 반도체의 불량을 판단하는 데 있다.
기본적인 분류로는 검사되는 반도체 디바이스의 종류에 따라 맞춤 형태로 제작되는 장비들이 있으며 이는 Logic, Mixed Signal, RF, PMIC, CIS, Sensors 검사 장비 및 메모리 검사 장비로 말할 수 있다.
또한 공정별로 분류하면 제조된 웨이퍼를 검사하는 웨이퍼 검사 장비(전 공정), 웨이퍼 이후 패키지 된 제품을 검사하는 패키지 검사 장비(후 공정)로 나눌 수 있다.
웨이퍼 및 패키지 검사 장비는 ATE(Automated Test Equipment)와 Burn-in Tester로 구분하여 설명할 수 있으며, 유니테스트가 강점을 갖고 최근 큰 매출을 일으킨 장비는 Burn-in Tester 장비이다.
메모리 검사 장비
메모리 검사 장비는 DRAM(DDR, LPDDR, Graphic DRAM), Flash Memory(NAND, NOR), eMMC(Controller + Flash memory), eMCP(eMMC + LPDDR) 등 메모리 반도체의 성능을 검사하는 장비로 웨이퍼 테스트, 패키지 테스트, Burn-in 테스트 공정에서 사용되는 장비를 말한다.
메모리에 집중된 국내 반도체 산업 구조의 특성상 테스터의 수요가 크고 신규 개발 프로젝트에 대·중소기업 간 협력이 잘 이뤄져 다른 공정 장비에 비해서 국산화가 많이 진행되어 있는 상태이다.
그래도 아직 High End 급의 고성능 장비에 있어서는 외산 장비에 대한 의존도가 높고 일정 수준 이상의 국산화가 이루어지지 않고 정체되어 있다.
이는 기술력의 한계에 기인하며, 디바이스의 진화가 빠르고 고속, 대용량의 제품이 지속적으로 출시되고 있는 상황에서 기반 기술 없이 외산 장비의 출시 속도를 따라가기 매우 어려운 상황에 있기 때문이다.
협력으로 혁신을 찾다
반도체 검사 장비는 반도체 제품 품질의 기준이 되고 생산수율에 직접적으로 관여하므로 그 적용과 운용방식은 매우 보수적인 성향을 띠며 공정의 변화나 새로운 장비의 적용이 매우 어렵다.
검사 장비의 문제는 제품 품질에 직접적인 타격을 줄 수 있고 곧 고객에게 손해를 끼치는 결과를 초래할 수 있으며 오랜 기간동안 어렵게 쌓아온 제품 및 기업에 대한 브랜드 가치, 신뢰성에 악영향을 주는 직격탄이 될 수 있기 때문이다.
이러한 이유로 반도체 제조업체들은 수십 년간 검사 장비 분야에서 기술력을 쌓아온 외산 장비 업체들의 제품에 의존하는 성향을 보이는 것이 당연하다고 할 수 있다.
하지만 지속적인 반도체 제품 단가 하락에 대한 압박 및 공정비용의 절감을 위해서 검사비용의 축소를 추구하고 제품의 품질은 유지해야 하는 딜레마에 빠질 수 있다.
이러한 환경에서 유니테스트는 고객사와 함께 공정비용 절감과 제품 품질의 유지(검사 신뢰도의 유지)의 두 마리 토끼를 한 번에 잡는 것에 대한 고민을 충분히 공유해 왔고 단순하게 외산 장비 대비 저렴한 장비의 개발을 통한 해묵은 국산화 전략을 벗어나기로 하였다.
유니테스트를 포함한 국내 장비 업체들이 행하였던 기존의 장비 국산화 전략은 주로 공정 프로세스는 그대로 유지하고 사용 중인 외산 장비에서 핵심적으로 필요한 성능만을 골라 최소한으로 구현하여 상대적으로 저렴한 장비를 개발하여 공정비용을 절감하고 외산 장비를 대체하는 방식이었다.
하지만 앞서 언급한 대로 메모리 디바이스는 점점 빠르게 진화하고 있어 이러한 방식의 전략은 더 이상 효율적인 방법이 될 수가 없다.
이에 유니테스트는 전반적인 공정의 변화 및 품질 보증 부분에서 다른 접근이 필요하다고 판단하였다.
일반적인 프로세스 대비 유니테스트의 강점인 High Speed Burn-in Tester 기술을 활용한다면 약 5개의 검사 장비 프로세스를 1개의 장비에서 1 Step으로 모두 진행할 수 있다는 혁신적인 아이디어를 그림 3 과 같이 고객사에 제안하였고 제품 품질의 안정성 리스크 및 수율 저하 등 위험요소가 존재하였지만 성공하였을 경우 획기적인 비용 절감이 가능했으므로 개발 프로젝트가 진행되었다.
그림 3에서 윗부분이 기존의 검사 프로세스이고 아랫부분이 공정이 합쳐진 새로운 공정 흐름을 나타낸다.
각 공정 단계별로 사용되는 장비는 공정별로 표기해 두었으며 일반적인 Test Speed를 추가로 언급하였다.
공정 변화 이전의 각 단계를 살펴보면 웨이퍼 제작 후 Burn-in, Read/Write 테스트와 Fail 발생시 Repair를 하고 최종 테스트를 거친다.
이후 Good Die만을 골라 Package 공정을 진행하고 다시 Burn-in(고온에서의 가속 테스트)를 거치고 기본 기능인 Read/Write를 고온/저온에서 다시 검증한 다음 High Speed Performance를 검사하여 Package 테스트 공정을 마치게 된다.
이후에 단품인 경우 바로 출하를 하고 Module화 될 경우에는 Module 테스트 공정을 한 번 더 진행하게 된다.
문제는 이러한 각 여러 검사 공정 단계에서 각각 다른 회사의 다른 형태의 장비를 사용해야 하는 것이며 각 공정별 이동에 많은 인력이 장비 간 반도체 제품을 이동시키면서 검사를 진행해야 하므로 단계를 거칠 때마다 각 Device의 이력을 이종의 장비 간에 공통의 포맷으로 별도로 관리하여야 하는 매우 복잡하고 번거로운 작업이 필요하게 된다.
또한 여러 종류의 장비를 유지 보수하는 데 어려움이 발생하고 하나의 공정장비가 문제가 생길 경우 전체 라인이 멈추어야 하는 단점도 내재되어 있다.
이러한 기본 Standard 검사 공정은 지난 20여 년간 반도체 제품의 품질을 보증하는 방식으로 굳어져 왔다.
하지만 이러한 방식을 유지한 상태에서 공정비용을 절감하는 데는 이미 한계점에 도달하여 공정을 최대한 합치는 방식으로 공정의 변화를 꾀하게 된 것이다.
유니테스트가 개발한 High Speed Burn-in Tester 장비는 약 400Mbps 급으로 검사공정을 진행할 수 있으며 이는 Burn-in Tester에서는 가장 높은 speed를 갖는 장비이다.
이는 유니테스트가 약 6~7년 전부터 개발을 진행하여 보유한 특허기술에 기반을 하고 있으며 현재까지도 전 세계에서 가장 빠른 Speed를 자랑하는 장비로 매김하고 있다.
High Speed Burnin Tester 장비로 인해 웨이퍼 테스트 공정에서 수행하던 Read/Write 테스트 및 Repair 공정을 Package Burn-in 공정으로 합칠 수 있으며, Package 공정에서도 상대적으로 High Speed 공정이었던 Read/Write @ Hot/Cold 공정을 Burn-in 장비로 통합할 수 있게 되었다.
약 5개의 별도 다른 장비를 사용하는 검사공정을 하나의 장비로 통합함으로써 공정 이동비용의 절감, 각종 이력 관리에 따른 비용 절감, 수율의 상승, 검사공정 시간의 단축, 품질 향상 등의 효과를 내고 있으며 장비 투자비 대비 비용 절감의 효과가 매우 커서 장비 투자 및 생산 시작 이후 단기간에 투자비를 회수하고 이익을 남기는 결과를 내고 있다.
또한 일반적인 DRAM Tester(ATE)의 경우 한번에 512~640개의 제품을 동시에 검사하는 것이 가능하지만, 유니테스트의 Burn-in Tester 장비의 경우는 최대 6,144개의 제품을 동시에 검사할 수 있어 일반 ATE의 10대 수준의 생산량을 자랑하며, 공정 통합을 통해 이러한 외산 ATE 장비를 일부 대체할 수 있는 효과도 있다.
이러한 장비의 장점으로 지난 2년간 150여 대를 납품하여 국내외 고객사의 양산에 기여하고 있으며 연간 매출액 1천억 원이 넘는 회사로 성장할 수 있게끔 하는 원동력이 되었다.
새로운 아이디어 중심의 내부 개발 혁신 구조
이러한 혁신적인 제품개발이 가능한 것은 약 150여건이 넘는 특허가 보여주듯 개발 부서의 기술혁신을 위한 노력을 강조하는 문화가 회사에 내재되어 있기 때문이다.
많은 경우에 장비의 특성 구현이 어렵거나 원가가 높게 소요되기 때문에 이를 극복하기 위한 아이디어를 수집하고 구현하며 특허화 하는 체계가 잘 잡혀 있다.
또한 이러한 특허 진행에 따른 인센티브(보상) 지급 시스템이 갖추어져 있으며 출원 및 등록이 될 경우 별도의 수당이 지급되고 있어 개발 인력들의 특허 출원 및 등록을 고무하고 있다.
또한 전담 특허 인력의 배치 및 외주 특허 사무소와의 긴밀한 협조를 통해 개발자들의 아이디어를 특허 자산화 하는 데 필요한 다양한 문서화 및 부가 작업을 최소화하여 개발 업무에 전념할 수 있도록 전폭적으로 지원하고 있다.
시장 및 기술 변화 중심의 제품 및 개발 기획 프로세스
일반적인 반도체 장비, 특히 공정 장비의 경우에는 기술 집약적이고 의존도가 높은 제품이 많아 회사가 보유한 핵심 기술 기반에서 제품의 기획이 이루어지는 경우가 많다.
이 때문에 시장에서 원하는 제품 혹은 고객의 수요와 맞지 않는 제품으로 기획되어 시기를 놓치거나 경쟁사와 대비하여 차별화를 두지 못하여 사장될 가능성이 높아진다.
유니테스트는 제품의 기획 단계에서부터 TTM(Time To Market)을 기반으로 하는 정확한 Pinpoint Target을 설정하고 실현 가능성을 확인하는 Feasibility 측정을 수행하고 있다.
그림 5 와 같이 전체 프로세스를 두 단계로 나눌 수 있으며 첫 번째는 Target 시장의 선정과 그에 따른 정보 수집의 단계이며 이를 통해 개발되어야 하는 제품의 핵심 기능 설정 및 경쟁 Point 도출, TTM의 설정 등이 이뤄진다.
이러한 정보는 제품 표준화 기관(JEDEC, SNIA 등) 및 영업/마케팅 조직을 통해 얻어지는 고객사/시장의 변화, Trend의 수집을 통해서 이뤄진다.
두 번째는 정해진 Target 장비를 구현하기 위한 기술 Feasibility 분석이며 내부 혹은 외주 용역기관을 활용하여 장비의 Specification을 잡고 Resource Assign을 진행한다.
개발 제품을 구성하는 데 있어서 원가 측면의 검토가 동시에 이뤄지고 있으며 원가가 높은 장비의 경우에는 1, 2차 개발 Step 설정을 통해 수익의 극대화 및 판매 가격의 경쟁력 확보를 기획 단계에서부터 고려하고 있다.
이러한 개발기획 프로세스는 고객사의 Needs를 기반으로 Solution 도출에 있어서 각 미세한 부분에 차별화 Point를 구성할 수 있도록 세밀하게 조율된다.
또한 마케팅, 개발기획, 개발실, 영업, 구매의 상이한 부서들의 유기적인 협력을 이끌어 내기 위한 TFT의 구성 등 유연한 조직의 운영방식을 갖고 있다.
이러한 기획 프로세스를 거쳐 제작된 장비가 유니테스트의 스토리지 테스터 계열의 제품들이다.
고객사의 Needs 및 Storage 시장의 판도, 경쟁사의 제품개발 상황 등을 종합적으로 고려해 기획하여 출시하였으며 지속적인 Feed Back을 통해 제품이 진화, 발전을 거듭하고 있다.
변화 혁신 도전의 체질화를 통한 미래 시장의 개척
반도체 검사 장비 전체 시장은 VLSI리서치 자료에 따르면 2017년도에 약 40억 달러(4조 4천억 원)를 넘어설 것으로 예측하고 있다.
유니테스트의 매출액이 약 1천억 원에 이르고 있음을 감안한다면 향후 도전할 수 있는 시장이 아직 많이 남아 있다고 할 수 있다.
유니테스트는 약 십 년 전 회사의 매각 위기까지 갔었던 어려움을 극복해 낸 경험을 갖고 있다.
이 경험을 통해 회사의 생존을 위해서는 기회에 민감하게 반응하고 변화, 혁신, 도전을 체질화하는 것이 유일한 방법이라는 것을 체득하였다.
외부로는 기회를 감지하고 기회를 성과로 도출하는 내부 시스템의 구축과 각 제품별 필요한 요소 기술의 차별화를 위해 오랜 기간 동안 꾸준히 미세한 노력을 쌓아온 결과로 공정의 혁신을 이끌어 내었고 세계 최고 수준의 High Speed Burn-in Test 장비를 출시할 수 있었다.
하지만 유니테스트는 이에 멈추지 않고 NAND Flash Tester 및 System LSI Tester 시장으로의 진출을 진행하고 있다.
2017년은 NAND Flash Tester 장비(웨이퍼 Tester, Burn-in Tester)의 출시 원년으로 삼고 있으며 System LSI는 2013년 (주)테스티안을 인수하여 지난 4년간 투자하여 올해부터 실질적인 매출을 일으키는 등 결실을 맺고 있다.
이를 통하여 유니테스트는 통합 반도체 테스트 솔루션 및 장비 공급 업체로 새로운 도약을 꿈꾸고 있다.
日 독점이던 반도체 PCB 검사 장비 시장, 국산 업체 두각
일본산 독점이던 반도체 기판(PCB) 검사장비 시장에서 국산 업체가 두각을 나타내고 있다. 한일 무역 분쟁 이후 국산 장비 채택률이 높아진데다 최근 반도체 기판이 초호황에 접어들며 국내 장비업계 점유율이 확대되고 있다.
11일 부품·장비업계에 따르면 반도체 계측·검사 장비 시장은 연간 1조원 규모로 성장했다. 10년 전만 하더라도 전량 일본 장비를 수입해야 했지만 최근 국산 장비 점유율이 빠르게 높아지고 있다.
2000년에 설립된 바이옵트로는 스마트폰용 기판(HDI), 연성회로기판(FPCB) 검사장비에 이어 최근 플립칩 볼그리드어레이(FC-BGA) 장비를 개발하고 있다. 올해 FC-BGA 기판 검사장비 신제품을 출시해 신사업을 강화할 계획이다.
FC-BGA 검사장비 시장은 기술적으로 어려워 지금까지 일본 기업이 독점해왔다. 일본에서도 FC-BGA 수요가 높아지면서 일본전산 등 장비업체가 내수 시장 대응에 주력했다. 낙수효과로 바이옵트로는 올해 FC-BGA 검사장비를 국산화해 점유율을 높일 것으로 기대된다.
반도체, 디스플레이, 이차전지 외관 검사 장비 전문기업 인텍플러스는 반도체 후공정(OSAT) 업체의 검사장비 채택률이 증가하면서 올해 사상 최대 매출 실적이 기대된다. 머신비전 기술을 보유한 인텍플러스는 표현 형상에 대한 영상 데이터를 분석, 처리하는 2D, 3D 자동 외관 검사 장비를 보유하고 있다.
고영테크놀러지가 신사업으로 추진하는 반도체 검사장비도 올해부터 본격 성장 궤도에 오를 전망이다. 고영테크놀러지가 개발한 마이스터 디플러스(Meister D+)는 세계 최초로 반도체 후공정 내 수동 반도체 부품 외관과 표면을 동시에 측정하는 검사장비다. 최근 전자 회로가 고집적화되면서 후공정 장비 수요가 높아졌다.
원자현미경(AFM)을 개발하는 파크시스템스는 기존 학계 연구용 시장에서 산업용으로 사업을 확대하고 있다. 반도체 기판이 미세화 공정이 확대되면서 원자현미경을 통한 검사 수요가 높아진 영향이다.
파크시스템스는 제품이나 샘플의 훼손 없는 분리 기술로 정확한 계측을 주목받았다. 반도체 공정뿐 아니라 디스플레이 패널 공정 등 다양한 분야로 사업 분야를 넓히고 있다.
부품업계 관계자는 “오므론, 어드반테스트 등 일본 장비업계 점유율이 여전히 높지만 사후관리(AS)나 기술 대응 등에서 최근 국내 업체 경쟁력이 주목받고 있다”라면서 “최근 반도체 기판 수요가 높아지면서 국내 검사장비 업계도 호실적이 기대된다”라고 말했다.
박소라기자 [email protected]
국내 반도체 검사 장비의 Next Level : 넥스틴(348210) – 웨이퍼 패턴 검사 장비
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※ 기업 소개 영상 먼저 보고 가자.
1. 웨이퍼 검사장비 대장주 넥스틴!
-. 넥스틴은 웨이퍼 미소 패턴 결함 검사 장비를 제조 및 판매하는 전문기술기업임.
1) 동사의 본사는 위치한 경기도 화성시 동탄면 동탄산단9길 23-12에 위치한 관계사인 ㈜AP시스템 7층 건물에 소재하고 있으며, 3층에 생산 시설을 갖추고 있음.
2) 국내 중소기업으로는 유일하게 Class 100의 연구 및 생산 환경 시설을 보유하고 있으며, 장비 제조 기간은 약 3개월로 동시에 6대를 조립할 수 있는 생산 공간을 확보하고 있고 연간 30대를 생산할 수 있음.
3) 삼성전자와 미국 KLA를 거친 박태훈 대표가 이끄는 넥스틴은 반도체 패턴이 나노미터(nm)대까지 미세화하면서 수율이 계속 하락하고 있다는데 착안해 관련 투자를 벌여 기술 국산화에 성공함.
4) 반도체 전공정 패턴 결함 검사 장비는 웨이퍼 표면에 형성된 전기 회로의 이미지를 촬상하고 반복되는 동일한 이미지를 서로 비교하여 차이점을 찾아내는 장비임.
5) 즉, 웨이퍼 패턴 검사는 사진을 찍어 시간대 및 공정별로 달라진 부분이 있는지 찾아내는 검사 공정으로 그동안 미국 KLA가 시장점유율 90% 이상을 차지함.
▲ KLA의 새로운 웨이퍼 기하 구조 계측 시스템과 비패턴 웨이퍼 결함 검사 시스템.
6) 나머지를 일본 히타치가 담당했으며, 국내 장비업체들은 웨이퍼 단계보다는 패키징 전후 검사장비 위주였음.
7) 지난 2014년 넥스틴이 독일 연구기관 프라운호퍼와 협업으로 웨이퍼 패턴결함 검사장비 ‘이지스(AEGIS)’를 개발하면서 국산화 기대감이 높아짐.
8) 동사는 이후 삼성전자 SK하이닉스는 물론 중국 반도체 업체들을 고객사로 확보함.
9) 동사는 작년 6월 ‘이지스2’를 출시하면서 전작보다 성능을 10% 이상 끌어올렸으며, 업계에서는 이미 히타치는 넘어섰고 KLA 제품과 유사한 성능을 확보한 것으로 판단함.
10) 가격은 KLA의 3분의 1수준으로 같은 해 11월 SK하이닉스와 98억원 규모 계약을 체결하는 성과도 냈으며, SK하이닉스의 이천 M16 신규 팹에 투입됨.
-. 웨이퍼 표면에 형성된 전기회로의 촬상 이미지를 얻는 방법에 따라 전자선 검사 장비(E-beam Inspection System)와 광학 검사 장비(Optical Inspection System)로 나누어짐.
1) 전자선 검사 장비는 이미지를 촬상하기 위한 광원으로 2차 주사 전자를 사용하여 매우 높은 배율로 작은 미소 결함까지 검출할 수 있는 장점이 있음
2) 그러나 전자선을 사용하기 위해서 매우 낮은 압력의 초고진공 상태에서 이미지 촬상을 진행하기 때문에 검사 속도가 느림.
3) 동사가 제조하고 있는 광학 검사 장비는 대기압 하에서 이미지 촬상을 진행하기 때문에 검사 속도가 전자선 검사 장비에 비하여 매우 빠른 장점이 있음.
4) 또한 이미지를 촬영하는 방법에 따라 반사광을 이용하는 Bright-field 검사 장비와 산란광을 이용하는 Dark-field 검사 장비로도 구분됨.
5) Bright-field 검사 장비는 주로 극자외선을 광원으로 사용하며, 반사광을 이용하여 촬상 하기 때문에 이미지의 해상도가 매우 높아 미소 결함 검출이 가능함.
6) 그러나 장비 가격이 매우 높은 단점이 있고 주로 노광 공정이나 식각 공정에서 발생하는 패턴 결함을 검출하는 목적으로 사용함.
7) Dark-field 검사 장비는 주로 자외선을 광원으로 사용하며, 산란광을 이용하여 촬상하기 때문에 검사 속도가 상대적으로 빠르고 장비 가격이 낮은 장점이 있음.
8) 그러나 이미지의 해상도 한계 때문에 검출 가능한 결함의 크기가 상대적으로 다소 큼.
9) 동사의 장비는 Bright-field 검사와 Dark-field 검사를 한 장비 내에서 구현하여 검사 방법을 선택할 수 있는 복합 구성 장비임.
10) 또한 동사는 세계에서 유일하게 2차원 이미징 기술에 기반한 장비를 개발하였으며, KLA사 장비와 동등한 성능을 가지고 있음.
11) 동사의 필살기인 3차원 반도체 검사장비 아이리스(IRIS)와 심자외선(DUV) 파장을 활용하는 검사장비 바이올리스(VIOLIS) 개발에도 꾸준히 박차를 가하고 있음.
▲ 넥스틴의 3차원 반도체 웨이퍼 결함 검사 장비 ‘아이리스’
12) 또한 동사는 매년 매출에서 적게는 10%에서 많게는 30% 넘게 연구개발에 투자하고 있음.
13) 동사는 고객사로 메모리 소자 업체와 비메모리 소자 업체, 국내 업체와 해외 업체 등 다양한 판매처를 확보하여 매출의 안정성을 확보함.
-. 나노종합기술원(나노종기원)이 넥스틴 반도체 검사 장비를 도입, 12인치 웨이퍼 기반 테스트베드 서비스를 고도화함.
1) 나노종기원은 최근 넥스틴 반도체 검사 장비 ‘이지스(AEGIS)’를 도입하고 테스트베드 서비스를 개시했다고 밝힘.
2) 동사의 이지스 장비는 반도체 웨이퍼 결함을 검사하는 장비로 고해상도 광학기술을 활용해 웨이퍼 이물질이나 10나노대 초미세 패턴 결함을 파악할 수 있음.
3) 또한 8인치(200㎜)와 12인치(300㎜) 웨이퍼 모두 검사할 수 있어 범용성이 뛰어남.
4) 나노종기원은 반도체 장비·시설 공동 활용으로 연구개발(R&D) 및 중소·벤처기업 제품 상용화를 지원하는 기관으로 지난 3월 반도체 클린룸과 핵심 장비 10대를 도입해 12인치 반도체 테스트 베드를 구축함.
5) 국내 소부장 업체는 나노종기원 서비스 확대로 삼성전자나 SK하이닉스 등 대기업 생산 환경과 유사한 반도체 공정 테스트 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대함.
6) 나노종기원 공정 서비스가 한 차원 높아짐에 따라 반도체 제품 상용화 속도도 빨라질 전망임.
7) 나노종기원은 반도체 대기업의 유휴 장비를 매입해 나노종기원 테스트베드에 맞게 최적화하는 방안 등 다양한 방법으로 장비를 늘려가며 서비스 범위를 확대할 계획이라고 밝힘.
▲ 나노종기원은 국내 최초로 12인치 반도체 테스트베드를 구축함.
2. 무역 분쟁이 수혜가 되는 기업이있다?
-. 넥스틴의 실적이 비약적으로 좋아진 건 세계 각국에서 벌어지는 무역분쟁의 역할이 컸으며, 국가 간 무역분쟁 사태라는 위기 상황이 우수한 기술력을 갖고 있던 넥스틴에는 수혜로 작용함.
1) 반도체 패턴 광학 검사장비 시장에서 미국 KLA-텐코(KLA-Tencor)는 점유율 90% 이상으로 독점적 지위를 차지하고 있으며, 이 회사가 만드는 장비(KLA9000 시리즈)는 업계 표준으로 여겨지고 있음.
2) 또한 일본 히타치(Hitachi)도 다크필드 장비를 만들며, 세계적으로 다크필드 장비를 만드는 곳은 이 두 기업뿐이었음.
3) 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 회사는 중요한 공정에는 미국 KLA-텐코 제품을, 그렇지 않은 일반 공정에는 히타치 제품을 써왔음.
4) 넥스틴은 히타치의 다크필드 장비가 기술력이 낮아 이곳을 공략할 수 있다고 판단, 2016년 상대적으로 저렴하면서도 브라이트필드와 다크필드를 선택적으로 쓸 수 있는 2D 웨이퍼 패턴 검사장비 ‘이지스-DP’를 출시함.
▲ 나노종기원이 선택한 넥스틴 반도체 검사 장비 이지스(AEGIS)
5) 동사의 광학 검사 제품이 히타치보다 검사속도가 약 20% 빨라 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 반도체 회사들이 기존 히타치 제품을 넥스틴으로 바꿈.
6) 그리고 추가적으로 한국과 일본 간 무역분쟁의 여파가 본격화된 2020년에는 동사의 국내 매출이 예년보다 크게 늘었으며, 내수 매출이 193억원으로 예년보다 100억원 넘게 뜀.
7) 또한 코로나19로 늘어난 전자제품 수요를 증설로 대응하고 있는 삼성전자와 SK하이닉스, 키파운드리 등 국내 반도체 기업들이 히타치가 아닌 넥스틴 제품을 선택하고 있음.
8) 따라서 삼성전자와 SK하이닉스에 모두 장비를 납품하고있는 동사는 올해 하반기부터 고객사들의 Capex 확대에 직접적인 수혜를 받을것으로 예상됨.
-. 넥스틴의 지난해 실적에서 특이점이 보이는데 매출 494억원 가운데 내수는 193억원으로 비중은 39.1%로 크게 줄었으며, 반대로 수출은 301억원으로 비중이 60.9%로 커져 국가별 매출 구조가 완전히 뒤바뀜.
1) 이렇게 동사의 내수와 수출 비중이 역전된 이유는 미중 무역분쟁 때문이며, 넥스틴의 지난해 수출 전액은 중국에서 나옴.
2) 동사는 중국 시장에서 JHICC와 YMTC로 인스펙션 장비 공급 이력을 확보하였으며, 이를 바탕으로 2021년에는 중국 SMIC가 신규 고객사로 편입될 가능성이 높은 상황임.
3) 중국으로의 매출은 2017년 30억원, 2018년 22억원, 2019년 23억원으로 매년 비슷했으나, 지난해 288억원으로 무려 10배나 뜀.
4) 이는 미국이 지식재산권 도용과 기술 유출을 빌미로 중국으로의 자국 반도체 장비 수출을 차단한 가운데, 중국 기업들이 넥스틴을 차선책으로 선택함.
5) 중국은 자국 반도체 자급률을 현 수준인 20%에서 2025년까지 70%까지 높이는 ‘중국제조 2025’를 내세웠으나, 미국의 견제로 극자외선(EUV) 노광 장비 등 반도체 미세 공정 장비 수주는 현실적으로 불가능함.
6) 이에 중국은 초미세 반도체 공정 투자를 중단하고 기존 공정에 해당하는 28~14nm에서의 내수 지배력을 확대하는 한편, 부족한 장비는 미국이 아닌 다른 나라로 우회로를 만드는 상황임.
7) 앞서 언급했듯 다크필드 검사장비 공급자 가운데 KLA-텐코를 제외하면 히타치, 넥스틴 외에 선택지가 없으며, 중국 기업들은 성능이 떨어지는 히타치보다 넥스틴의 장비를 사는것이 합리적임.
3. 인텔과의 협력, 그리고 기대되는 올해 실적!
-. 넥스틴이 세계적 칩 제조사 인텔과 협력해 3D 검사 장비를 개발했으며, 이는 국내 반도체 업계에서 처음 개발한 웨이퍼 검사 장비임.
1) 동사는 최근 세계적인 광공학회 SPIE 컨퍼런스에서 근적외선(NIR) 다중비초점면(TSOM) 3D 메모리 신개념 검사 장비 기술을 업계 처음으로 소개함.
2) 이 장비는 낸드플래시 및 3D 메모리 웨이퍼를 검사하기 위해 만들었으며, 국내 장비 업체로서는 이례적으로 인텔 생산라인에 장비를 납품하는 사례를 만들 수 있을 것이라는 전망도 나옴.
3) 현재 170단 이상의 초고적층 낸드플래시가 등장하면서, 기존 검사 장비로는 낸드플래시 맨 밑바닥에 있는 각종 오염 물질(파티클)과 불량한 회로를 찾아내기 어려운 문제에 직면함.
4) 이는 기존 소자가 단독주택 마을과 같다면, 최근 개발되는 3D 소자는 초고층 아파트이며, 고층 아파트 사이에 있는 1층 화단의 쓰레기를 공중에서 찾아내는 작업에 비유할 수 있음.
5) 따라서 웨이퍼 생산성과 수율 하락으로 이어지며, 인텔과 넥스틴은 NIR과 TSOM 기술로 해법을 찾음.
6) NIR TSOM 기술은 의도적으로 초점이 빗나간 사진을 여러 장 찍은 뒤 이를 한데 모아 양품과 불량을 가려내며, 한 장의 사진은 흐릿하지만 여러 장을 모으면 훨씬 빠르고 정확한 검사를 구현할 수 있음.
7) 검사에 쓰이는 빛은 NIR을 활용하는데 해상도는 상대적으로 떨어지지만, 파장이 길기 때문에 메모리의 깊숙한 곳까지 침투해 검사를 진행할 수 있다는 장점이 있음.
▲ TSOM 기술 컨셉.
8) 동사가 2016년 처음 NIR을 활용한 TSOM 기술을 내놓았을 때보다 한층 더 깊숙한 검사가 가능하도록 성능을 업그레이드함.
9) 이러한 장비를 개발한 건 넥스틴 뿐이며, 기존 장비와 다른 방식을 채택했기 때문에 양산화까지는 시간이 필요함.
10) 인텔이 최근 사업 비중을 늘리고 있는 옵테인 메모리 라인에 넥스틴 장비를 활용할 수 있을 것으로 기대함.
-. 넥스틴의 2021년 매출은 전년 동기 대비 62% 증가한 802억 원으로 전망하며, 내수와 수출 비중은 각각 40:60로 예상됨.
1) 동사는 2019년 매출액 94억원, 영업손실 18억원을 기록했지만 상장 원년인 지난해 매출액 498억원, 영업이익 181억원으로 턴어라운드를 달성했으며, 영업이익률만 36.6%를 기록함.
2) 기존 고객사 양쯔강메모리테크놀러지(YMTC), 푸젠진화반도체(JHICC)에 인도·설치가 완료돼 매출액으로 산입됐고, 신규 고객사 공급 역시 이어지면서 기대감을 키우고 있음.
3) 동사는 앞으로 ‘이지스Ⅱ’를 주력 제품으로 앞세워 KLA-텐코의 점유율을 빠르게 잠식한다는 계획이며, ‘이지스Ⅱ’의 가격이 기존 이지스DP에 비해 상대적으로 높기 때문에 영업이익 향상이 기대됨.
4) 동사는 올해 중국 주요 메이커에 이지스Ⅱ를 처음으로 수출한 만큼 앞으로 해당 장비의 공급이 늘어날 것이며, 현재 개발 막바지인 이지스Ⅲ, 브라이트필드툴 아이리스Ⅱ 등의 정식 출시가 이어지면 실적이 크게 확대될 것으로 예상됨.
5) 동사의 21년 1분기 매출은 국내 고객사를 중심으로 102억 원, 2분기 매출은 180억 원을 기록했으며, 3분기와 4분기 매출은 각각 280억 원, 250억 원으로 추정함.
6) 동사의 2분기 매출액은 182억 6318만원으로 전년 동기 107억 9115만원 대비 69.2% 증가했고, 지배지분 순이익은 56억 8630만원으로 전년 동기 32억 9010만원 대비 72.8% 늘어남.
7) 상반기보다 하반기 매출이 늘어나는 이유는 국내의 장비 교체 수요에 대응하는 매출이 전년 대비 증가하는 한편, 다수의 중화권 고객사로 메모리 및 비메모리 공정용 검사 장비 출하가 이뤄지기 때문임.
8) 그 중에서 Yangze Memory로부터의 수 주 계약은 2월에 이미 공시가 이뤄졌고, 2분기 매출에 기여할 예정임.
4. 느낌이의 투자 의견 종합
-. 넥스틴의 강점은 KLA-텐코에 버금가는 기술력에도 장비 가격이 절반 이하로 낮다는 점이며, 기존 다크필드 검사장비의 수준을 끌어올리면서 브라이트필드 검사장비 시장에도 본격적으로 진입할 수 있다면 앞으로의 성장 모멘텀도 유효하다고 생각됨.
-. 동사의 신규 고객사 확보가 계획대로 순조롭게 진행된다면 고객사와 장비 포트폴리오가 동시에 확대될 것이며, 파멸적인 실적 상승 기회가 찾아올 것으로 예상됨.
-. 동사의 TSOM 장비 개발로 본격적인 브라이트 필드 장비 영역 진입이 가시화 되고 있으며, 토종 장비 업체로서는 이례적으로 인텔 반도체 생산 라인에 납품을 할 수 있을 것으로 예상되는 가운데, 현재 주가 기준으로 추가 프리미엄을 받을 수 있다고 판단됨.
매수의견 : ★★★★☆
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