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반도체 Process Control (공정 제어)를 알아보자 1편-산업의 이해
■ Process Control (공정 제어) Process Control (공정 제어)이란 크게 Inspection (검사), Metrology (계측), Review로 이루어져 있다. 반도체 제작 과정 중간중간에 개입해 검사, 계측, 리뷰 등의 업무를 수행하여
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KLA-반도체 Process Control (공정 제어)를 알아보자 2편
https://arabozaeverything.tistory.com/5 반도체 Process Control (공정 제어)를 알아보자 1편-산업의 이해 ■ Process Control (공정 제어) Process Control (공정 제어)이란 크게 Inspection (검사), Metrology (계측), Review로 이
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■넥스틴 투자 포인트
1. '메모리+비메모리' 모두 사용
2. 공정 미세화 수혜
3. 신제품 기대감(3D 낸드 검사 장비 / 정전기 제거 장비)
4. 중국 반도체 투자 수혜
■ 기업 개요
반도체 소자 회로의 패턴 결함 및 이물질을 검출하는
Optical Patterned Wafer Inspection 장비를 제조하는 업체 →웨이퍼 패턴 결함 검사 장비 제조 및 판매 업체
해외 장비사(KLA, 히타치)가 대부분 장악하고 있는
공정제어(Process Control)의 Wafer Inspection 시장에 국내 기업 최초로 진입하였다.
2015년 SK하이닉스 메모리용 장비를 시작으로, 2019년 삼성전자 파운드리용 장비를 최초로 공급하였다.
국내 업체 중에는 경쟁사가 없고 해외 업체로는 KLA, AMAT, 히타치가 있다.
다크필드 부문의 시장점유율은 KLA가 97%를 차지
국내 최대 고객사는 SK하이닉스이며, 최근 중국 메이저 반도체 기업들로부터 대규모 수주에 성공하고 있다.
동사의 검사 장비는 메모리, 비메모리 모든 부분에 적용이 가능하여 사용처가 확대 중이다.
→메모리 반도체 다운 사이클에도 꾸준한 실적 나올 수 있다.
제품 적용처를 보면 디램,낸드,로직/파운드리까지 반도체 전 영역에서 매출이 발생하고 있다.
2021년 기준 국가별 매출 비중은 한국 49%, 중국 51%
2022년 중국 파운드리향 수주 증가로 매출액 및 영업이익이 크게 성장하였다.
중국 고객사는 국내 고객사 대비 30-40% 가격 프리미엄이 존재
중국향 매출 성장으로 수익성은 크게 개선되고 있다.
▶ 주요 제품
① AEGIS-DP (2016년 출시)
- 광학검사 장비로 반도체 전공정에서 웨이퍼 패턴 결함을 검출하는 장비
- 세계 최초로 2D 이미징 기술 적용한 장비로, 모드 설정을 통해 다크필드 & 브라이트필드 혼용 가능
② AEGIS-II (2021년 출시)
- AEGIS-DP의 다음 버전으로 30% 가까운 성능 개선과 검사 속도가 향상된 제품
③ IRIS (개발 완료)
- 세계 최초로 3D 이미징 기술 적용된 브라이트필드 검사 장비
- 인텔과 협업을 통해 개발. 빠르면 2H22 국내 고객사에게 공급 예정
■산업 전망 (미세화 →공정 난이도 상승 →공정 제어 부각)
패턴 결함 검사 장비는 반도체 전공정 중 오염 물질을 찾아내고 패턴이 제대로 새겨졌는지 검사하는 장비다.
웨이퍼에 빛을 조사하여 표면의 이미지를 촬영한 후, 결함이 없는 이미지와 반복적으로 비교하여 결함을 검출한다.
일반적으로 패턴 결함 검사 장비는 광학, e-Beam, 두 가지 기술로 분류된다.
속도에 우위가 있는 광학 패턴 결함 검사 장비가 대표적으로 사용되고 있다.
광학 패턴 결함 검사 장비는 활용 목적에 따라
브라이트필드, 다크필드, 매크로 방식으로 구분된다.
반도체 미세화 진행되며 나노미터급 결함을 검출할 수 있는 브라이트필드, 다크필드 방식이 검사에 주로 사용된다.
브라이트필드는 극자외선(EUV)을 광원으로 사용한다.
반사광을 활용해 패턴을 찍기 때문에 촬영되니 이미지 해상도가 높다.
미세 패턴 결함(15nm)까지 정밀하게 검사 가능
검사 속도가 느려 중요 공정(포토,식각 등) 모니터링에 주로 활용된다.
다크필드는 자외선(DUV) 기반의 검사 장비다.
산란광을 이용해 검사를 진행하기에 이미지 해상도 한계 존재
검출 감도는 상대적으로 낮으나, 검사 속도가 빠르다.
주로 일반 공정(IMP, 세정 등) 모니터링에 사용된다.
하나의 반도체 라인에 두 종류 장비를 사용하는 믹스 앤 매치 전략을 통해 반도체 결함을 검출한다.
생산업체는 높은 요구 검출 감도와, 검사 비용을 모두 고려해 두 종류의 장비를 전략적으로 사용한다.
생산 업체마다 차이는 있지만 팹을 운영할 때, 통상적으로 3:7의 비율로 브라이트필드와 다크필드 장비를 사용
반도체 월 생산규모 15K 기준으로 브라이트필드 2대, 다크필드 4대 정도 요구
(생산 업체별 전략적 선택에 따라 15K/월에 요구되는 장비 대수 차이는 존재)
①디램, 파운드리/로직 →미세화
②낸드 → 적층 단수 증가
'디램 미세화 & 낸드 단수 증가'에 따라 공정 스텝이 지속적으로 증가
3D 구조 생성 및 멀티 패터닝에 따른 미묘한 편차가 발생하며 공정 전환 난이도가 상승한다.
수율 안정화 어려움이 심해지고 생산 비용도 함께 증가하며,
수율 관리에 대한 관심도가 높아지며 공정 제어에 대한 중요성도 부각되고 있다.
미세화 →공정 난이도 상승 →공정 제어 부각
■넥스틴 투자 포인트
1. '메모리+비메모리' 모두 사용
당사 검사 장비는 메모리, 비메모리 구분 없이 모든 적용처에 활용된다.
2021년 기준 비메모리향 판매 대수는 3대로 추정되며 비중이 크지 않았다.
2022년부터 중국 파운드리 업체 SMIC 수주가 본격적으로 시작되었다.
2022년 국내·외 파운드리향 장비 판매 대수는 총 15대로 전망
중국에서 쌓은 비메모리 레퍼런스를 통해 앞으로 국내·외 로직/파운드리 부문의 매출 성장 기대된다.
2. 공정 미세화 수혜
선폭이 줄어들면서 수율에 영향을 미치지 않던 노이즈(작은 파티클)가 웨이퍼에 치명적 결함을 야기한다.
공정 미세화에 따라 공정 스텝 수가 증가하고, MI 공정 비중 증가는 당사 제품에 대한 수요 확대로 연결된다.
3. 신제품 기대감(3D 낸드 검사 장비 / 정전기 제거 장비)
①3D NAND 검사 장비
세계 최초로 3D NAND 하층부 검사 장비를 개발
낸드는 적층 구조로 제조하기 때문에 현재 표면 하층부를 자세히 확인할 방법이 없다
이에 3D NAND 생산 업체로부터 표면 하층부 검사에 대한 요구가 꾸준히 있었다.
실리콘을 투과할 수 있는 근적외선을 활용하여 표면 하층부에서 나오는 빛의 시그널 획득
서로 다른 초점 위치로 다량 촬영하고 합성을 통해 3D 영상 데이터 공간을 만드는 방법론을 활용하였다.
해당 장비를 인텔의 제안으로 공동 개발이 시작됐고 현재 개발이 완료된 상태
세계 최초로 3D 이미징 기술 적용된 브라이트필드 검사 장비이며,
비초점방식(TSOM)으로 검사 진행한다.
② 자이시스 인수를 통한 제품군 확대(이오나이저)
웨이퍼 위에 발생하는 정전기를 제거하는 기술을 보유한 자이시스를 인수합병하였다.
전기를 활용한 제조 공정에서 정전기는 필연적으로 발생된다.
클린룸 내에서 정전기가 발생되면 반도체 표면에 오염입자가 부착된다.
이는 패턴 변경이나 소자 파괴 등의 문제를 야기할 수 있다.
미세화 공정이 진행되면서 반도체 정전기 제거를 위한 신규 미세 정전기 제거 장비 출시 요구
포토공정이나 세정 공정에서 주로 발생하는 반도체 기판 제거가 기존 이오나이저로는 더 이상 제거하기 어려워지고 있다.
특히 PR 공정 시 고속 회전에 의한 웨이퍼 중앙의 정전기 발생 비율은 웨이퍼 외곽 대비 3배 이상 높게 형성된다.
(∵ 성능과 수율에 영향)
반도체 공정 미세화에 따라 최근 정전기는 중요한 문제로 인식
반도체 선폭이 10nm 이하로 미세화되며 더 미세한 정전기 제거가 요구된다.
동사가 인수한 자이시스는 이러한
고종횡비(High Aspect Ratio) 패턴 웨이퍼에 특화된 정전기 제거 기술을 보유
웨이퍼 표면과 Multi-Layer 하부층에 내재된 정전기를 제거할 수 있는 장비를 개발 중이다.
당사가 개발을 준비하는 장비는 2024~25년에 본격적으로 도입될 예정
현재 EUV 공정 자체의 수율이 너무 낮아 미세 정전기 제거에 따른 효과는 제한적
하지만 EUV 수율이 90% 이상으로 개선될 경우, 더 미세화된 정전기 제거 기술에 대한 중요도가 부각될 것으로 판단
4. 중국 반도체 투자 수혜
중국 반도체 산업 제재에 대한 반사수혜로 중국 수출 대수 증가 중이다.
중국은 반도체 장비의 미국 의존도를 낮추기 위해 수입 국가 다변화를 시도 중이다.
미국 KLA는 미국 정부의 압박 속에 중국 내 장비 공급 중단 발표
다크필드 장비 공급사는 KLA를 제외하면 일본 히타치와 동사만 대응 가능하다.
중국 기업들이 상대적으로 성능이 우수한 동사의 장비 선택
21년 6월부터 본격적으로 판매를 시작한 AEGIS-Ⅱ는 히타치 제품보다 성능이 우수한 것으로 평가받고 있다.
KLA 제품과 유사한 성능을 발휘하고 있는 것으로 파악된다.
높은 기술력과 대외 환경 요인으로 동사는 중국 기업들과의 가격 협상권에 있어 유리한 위치
넥스틴은 SMIC를 주축으로 중화권 레퍼런스 확보하였다.
다크필드(레거시 공정) 장비를 중국에 수출하고 있기 때문에 반사 수혜 가능성 기대 가능하다.
현재 중국 업체에게 15K/월 당 1-2대 수준으로 검사 장비를 제공
다크필드 장비 기준 15K/월 캐파에 4대 이상으로 운영되는 것으로 고려하면 침투율 확장이 가능
경쟁사(KLA)의 제품은 당사 대비 2-3배 가격에 형성되어 구매자 측면에서 부담이 덜하다
중국에 판매하는 당사의 검사 장비는 국내 고객사 대비 30-40% 이상 가격 프리미엄이 있다.
중국의 반도체 제조 공정은 미세공정보다 레거시 공정에 집중돼왔고, 앞으로 지속될 전망
현재 발표된 캐파 목표치의 대부분은 28nm 이상인 레거시 공정에 집중
2023년 국내 반도체 업체들의 Capex 투자가 줄더라도
중국 반도체 업체 1,2위 업체인 SMIC와 화홍반도체의 투자 확대 기조에 따라 국내 매출 감소폭을 충분히 상쇄할 것으로 예상된다.
22년 11월 1일 중국 CXMT 향으로 다크필드 장비를 수주받으며 동사 신규 고객사로 추가 (수주 금액 148억원)
중국의 YMTC, JHICC에 이어 중국 주요 메모리사를 고객군으로 확보하였다.
■23F 실적
매출액 1,544억원
영업이익 784억원
영업이익률 50.8%
순이익 611억원
EPS 6,140원
시가총액 ÷ 23F 순이익(611억원)
=9.01
넥스틴 5년 평균 PER 26.5
23F EPS(6,140원) × PER 15
=92,100 원
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