최근 HBM3E 양산 놓고 글로벌 메모리 반도체 탑(TOP)티어들이 각축전을 벌이고 있다.
메모리 반도체 점유율 최고인 삼성전자를 비롯해 HBM 기술력을 인정받는 SK하이닉스 그리고 최근 HBM3E 양산을 발표한 마이크론가지 HBM을 놓고 사활을 걸고 있는 것이 대표적이다.
이들 글로벌 반도체 공룡들의 각축전에서 반도체 장비 기업들의 수혜도 기대된다.
4일 박주영 KB증권 연구원은 산업보고서를 통해 HBM 대장주로 한미반도체, PSK홀딩스, HPSP 꼽았다.
특히 HBM 공정 안에서 실리콘 관통 전극(Through-Silicon Via, 이하 TSV) 식각 (램리서치), CMP (AMAT), 다이싱(DISCO), 몰딩 (TOWA)은 일본과 미국 장비사 중심의 시장이 형성돼 있지만, 본딩, 어닐링, 리플로우, 세정, 검사, 테스트의 경우 한국 장비사들이 주도하는 모습으로 이 3종목을 주목했다.
박주영 연구원은 “지난달 마지막 거래일 기준 HBM 관련 장비주들의 합산 시가총액은 전년 대비 +2.7배 상승했다”면서 최근 미국발 AI훈풍에 반도체 장비사들의 성장성에 국내 기업들의 성장 가능성을 점쳤다.
특히 박 연구원은 HBM 대장주와 앞으로 주목해보면 좋은 기업들을 모멘텀과 공정 기술별로 정리했다.
먼저 국내 반도체 기업별 주가 상승 순위를 살펴보면 1위는 단연 한미반도체가 전년대비 5.6배 올랐다. 이어 2위는 PSK홀딩스로 같은기간 +4.8배 가 올랐고 마지막으로 HPSP가 +3.5배 상승하며 HBM 관련 대장주에 이름을 올렸다.
주가가 급등한 이들 기업들의 공통점은 경쟁사 대비 높은 기술 경쟁력을 바탕으로 특정 공정 내에서 M/S 1위를 기록하고 있다는 점이다.
다만 이들 기업이 지난 1년여간 주가가 급등했다는 점에서 추가 모멘텀 기업들을 살펴봐야 한다.
박주영 연구원에 따르면 HBM 관련 장비 모멘텀 기반 수혜 기업은 먼저 신규 공정 장비 납품 기업으로 테크윙과 오로스테크놀로지가 꼽힌다.
이어 한미반도체와 인텍플러스, 제우스는 가격 상승에도 고객사 확장 가능성이 점쳐지며 추가 상승 여력이 충분하다.
이외에도 이오테크닉스, 디아이, 넥스틴은 해외 장비 이원화 가능성으로 성장 가능성 기업으로 꼽히고 있다.
HBM3E 양산에 앞서 가장 중요한 ‘수율’(불량율이 없이 생산이 가능한 능력) 향상을 돕는 기업들도 주목해야 한다.
이는 HBM 생산에서 가장 중요한 화두가 ‘수율’이기 때문이다. 특히 HBM 다이는 빅다이로 불리며, DDR5와 비교해 웨이퍼에 더 적은 수의 다이가 생산된다.
때문에 같은 수의 다이 생산을 위해서 더 많은 캐파가 필요한데 수율까지 낮으면 제조사 입장에서는 장기적으로 HBM3E 양산에도 마이너스이기 때문이다. 즉, 기업은 수율이 높아짐에 따라 이익이 커지기 때문에 수율 향상을 위한 기업들의 테스트, 검사/계측, 세정, 어닐링장비 수요는 지속적으로 증가할 전망이다.
먼저 테스트 및 검사/계측 장비 시장은 KLA, 어드반테스트, 테라다인, Onto Innovation, Camtek 같은 해외 장비사가 주도했던 시장이었다.
그러나 최근 한국 업체들이 신규 공정 장비 출시 및 기존 제품 이원화로 주목받고 있다.
관련 테스트 장비 업체는 테크윙, 디아이, 와이아이케이가 대표적이다. 또 검사/계측 장비 업체는 오로스테크놀로지, 인텍플러스, 넥스틴, 고영이 글로벌 장비 강자들과 치열한 경쟁을 벌이고 있다.
세정 장비는 TSV 식각 공정을 통해 형성된 1,024개의 Via 홀에 남은 잔류물을 제거해주는 장비다.
건식 세정은 미세공정에서 주로 사용되며 Via 홀 안에 잔류물을 제거하고, 습식 세정을 통해 마무리해준다.
관련 세정장비 업체는 삼성전자와 SK하이닉스 향 기업인 PSK홀딩스 (건식), 제우스 (습식), 엘티씨 (습식)가 대표적이다.
특히 PSK홀딩스는 Micro Bump를 고온으로 한번에 녹여주는 범핑용과 TC본더로 압착 후 범프를 붙여주는 본딩용 둘 다 대응 가능한 Reflow가 대표적 기술력이다.
PSK홀딩스는 이러한 기술력을 바탕으로 후공정 MR-MUF 공법에서 Fluxless Reflow 장비를 글로벌 파운드리 / 메모리 고객사 향으로 납품 중이다.
또 건식 공정을 통해 TSV 식각에서 PR Strip 이후 남은 잔류물 제거 하는 기술력 또한 경쟁사인 일본 ULVAC와 중국의 NAURA, 미국의 Mattson사 등과 어깨를 나란히 하고 있다.
습식 세정장비에서 우수성을 인정받은 제우스도 삼성전자/SK하이닉스 HBM 생산시설 확대의 수혜주로 평가받는다. 최근에는 북미 고객사 확보 기대감도 나오고 있고 하이브리드 본더용 세정장비 확장 가능성도 꾸준히 나오고 있다.
이외에도 습식 세정장비 기술력을 인정받고 있는 엘티씨의 자회사(엘에스이)도 최근 SK하이닉스향 습식 세정장비 업체로 평가받으며 HBM용 세정장비 업체로의 확장성이 기대된다.
오닐링 장비도 HBM 확대에 따른 기대감이 크다.
웨이퍼 표면의 계면결함을 개선해줌으로써 수율 향상 시키는 장비가 바로 어닐링 장비다.
어닐링 장비는 향후 하이브리드 본딩에도 중요해질 것으로 예상된다. 특히 범프를 통하지 않고 구리와 구리를 직접 연결하는 하이브리드 본딩 특성상 구리 안에 생성되는 Void (내부 기공)를 어닐링을 통해 제거해 수율 개선에 도움이 된다.
관련 어닐링 장비 업체는 HPSP, 이오테크닉스, 디아이티, 원익IPS가 국내 대표 기업이다.
특히 HPSP는 고압수소 어닐링 장비 회사로 기술적 해자가 있는 기업으로 꼽힌다.
이 방식은 메탈층 쌓고나서 250-450도 사이 (저온)에서 고압수소 어닐링 진행되는 방식이다. 향후 Cu-Cu 본딩인 하이브리드 본딩에서 적용 기대되며 2025년에는 D램 제조사 Top3 모두 고객사로 확보할 전망이다.
이외에도 레이저 어닐링 / 스텔스 다이싱기술로 잘 알려진 이오테크닉스도 성장성이 큰 회사로 꼽힌다.
이오테크닉스의 레이저 어닐링 기술은 삼성전자에 레이저 어닐링 장비 독점 공급에서 이제는 삼성전자 HBM3/HBM3E 비중 확대에 따른 장비 수요 증가로 이어질 전망이다.
특히 스텔스 다이싱은 그동안 일본의 Disco가 독점해온 스텔스 다이싱 장비 (레이저 커팅장비)를 올해 1분기 초도 물량 납품할 가능성이 커지며 기대감을 불러오고 있다.
이외에도 레이저 어닐링 장비사인 디아이티는 TSV 공정내 구리 증착 과정에서 Trench에 생긴 Void (내부 기공)를 제거하는 레이저 어닐링 장비를 SK하이닉스에 공급할 예정이며
원익IPS는 TSV 공정에서 구리 증착 이후 100-400도 사이 (저온)에서 진행하는 구리 어닐링 장비를 삼성전자/SK하이닉스에 납품할 가능이 주목된다.
이외에도 2022년 7월부터 Flux Reflow 장비 납품 시작한 에스티아이가 지난해 10월 Fluxless Reflow 장비 납품을 시작하며 주목받았고 올해 고객사들의 HBM 생산시설 증설에 따른 장비 발주 증가가 기대된다.
Laser Reflow 관련 기업도 유망하다. 특히 레이저쎌은 면 광원 리플로우 기술을 통해 Mass Reflow의 발열로 인한 손상과 Warpage (웨이퍼 휨)를 극복하는 장비 기술을 보유하고 있다.
또 프로텍은 특정 부분에 레이저를 조사해 Mass Reflow의 발열로 인한 손상과 Warpage (웨이퍼 휨)를 극복하는 장비기술로 현재 글로벌 OSAT향 매출 발생이 기대된다.
올해 최고의 주가 상승률을 기록한 한미반도체도 TC Bonder 장비로 더 큰 성장을 기대해 볼 수 있다.
한미반도체는 HBM용 TC Bonder를 SK하이닉스와 공동 개발 및 HBM (1세대)부터 HBM3E (5세대)까지 장비 납품을 전담했다. 이 업체는 메모리용 TC 본더 선두 업체로서 HBM 신규 고객사로의 확장 가능성이 기대된다.
또 로직 웨이퍼 위에 HBM 다이를 쌓고 (Bonding) 자른 (Dicing) 후 진행하는 전수 검사가 가능한 다이 레벨 테스트 장비를 납품하는 테크윙도 Cube Prober 장비를 올해 상반기 고객사 테스트 완료 후 하반기 초도 물량 납품을 기대하고 있다.
이외에도 글로벌 메모리 웨이퍼 테스트 업체인 와이아이케이의 HBM 테스트 장비로의 확장 기대감과 디아이 자회사 디지털프론티어의 HBM용 웨이퍼 Burn-in 개발 진행 중이어서 일본 장비 업체 물량 일부를 책임질 것으로 전망된다.
더불어 오로스테크놀로지는 전공정에서 쓰였던 Overlay 장비를 후공정 TSV Bump 패턴 검사장비로 확장과 몰딩 등 패키징에서 열이 가해지면서 발생하는 웨이퍼 휨 현상을 검사하는 Inspection 장비에 기대감이 커지고 있다.
후공정 HBM용 검사장비 (크로키) 개발 진행 중인 넥스틴도 올해 말 초도 물량 납품이 기대되고 있고 인텍플러스와 고영도 3D 외관검사기 개발과 HBM 적층과정에서 발생하는 평편도를 3D로 검사하는 다양한 솔루션에 대한 개발 검토 중이어서 꾸준한 추척이 필여한 기업이다.
이현종 더인베스트 기자 shlee4308@theinvest.co.kr
