국산 반도체 계측장비의 희망 : 오로스테크놀로지(322310) 기업분석 - 오버레이 측정 장비, 웨이퍼 검사 장비, 패키지 검사 장비

 

 

 

 

▼ 오로스테크놀로지 투자자 필독 REPORT

국내 유일 오버레이 측정 장비 업체 : 오로스테크놀로지(322310) - 오버레이 측정 장비, 웨이퍼 검

실적은 올랐스, 주가는 오르겠스 : 오로스테크놀로지(322310) - 오버레이 측정 장비

 

 

 

오로스테크놀로지 - 국산 반도체 계측장비의 희망 (느낌이블로그)

 

 

 
안녕하세요 느낌이입니다.
 

오늘은 국산 반도체 계측장비를 납품하는 오로스테크놀로지에 대해 매수근거와 기업분석을 진행해보려고 합니다.  

 

현재 제가 커버리지 하고있는 IT˙테크 주식들의 90% 이상은 실적과 성장률을 기본 베이스로 깔고있는 기업들인데요.

 

반면에 오로스테크놀로지는 기술력 하나만 보고 장기적으로 커버리지 하고있는 몇 안되는 기업 중 하나입니다.

 

그만큼 회사의 기술력에 대한 기대와 성장 가능성에 대한 믿음이 있기 때문이죠.

먼저 하나증권에서 나온 기업 리포트 하나 읽어보고 시작하겠습니다.
 

노광장비와 함께 크는 기업 (하나증권 : 김록호, 변운지)

2023 Preview: 상저하고 흐름, 고객사 다변화 기대
반도체 계측장비 공급사 오로스테크놀로지의 23년 매출액은 22년 대비 소폭 성장하고 영업이익은 흑자전환 할 것으로 전망한다. 23년 상반기 매출은 22년 상반기 매출 대비 양호할 것으로 기대되고, 분기별 매출은 상저하고 흐름을 보일 것으로 예상한다. 국내 메모리 업체의 설비투자 감소에도 23년 매출이 성장할 것으로 기대하는 이유는 국내외 비모메리 업체와 차량용 반도체 업체향 8인치 오버레이 장비 공급 가능성과 패키지 오버레이 장비 매출이 소량 발생할 것으로 예상하기 때문이다.


노광장비 출하대수 증가에 따른 수혜 예상
오로스테크놀로지는 전공정(노광)에서 사용되는 IBO(Image Based Overlay) 방식의 오버레이(Overlay)장비를 공급한다. IBO 방식의 오버레이 장비는 미국의 KLA가 독점하던 시장으로 오로스테크놀로지가 국내 최초로 국산화에 성공했다. 오버레이란 웨이퍼에 적층된 각 레이어가 수직적으로 균일하게 정렬됐는지 측정하는 장비이다. 오버레이 장비는 노광공정의 오정렬 측정값을 도출하고 노광장비에 피드백을 준다. 오정렬이 발생하면 포토레지스트를 스트립하고 다시 노광을 진행할 수 있는 리워크(Rework) 기회가 있다. 노광장비와 오버레이 장비는 함께 사용되는 구조로 노광장비 판매대수가 증가하면 오버레이 장비 수요 도 같이 증가한다.


중장기 성장은 신제품 OL-1000n과 박막 두께 측정 장비
오로스테크놀로지는 12인치 오버레이 장비 신모델 (OL-1000n)에 대한 연구개발을 진행중이다. 23년 하반기 출시 예정이며, 24년부터 본격적 매출을 예상한다. Thin-film 계측 장비 국산화도 추진하고 있다. Thin-film 계측 장비는 웨이퍼 박막 두께 측정장비로 2025년에 매출 발생이 기대된다. 이 장비는 노광, 식각, 증착 등 다양한 공정에서 사용되고 시장규모는 약 15억 달러(약 1.8조 원)로 노광에서 사용되는 오버레이 장비 시장규모 약 10억 달러(약 1.2 조원)보다 크다. 경쟁사로는 미국 KLA와 Onto Innovation이 있다.

 

 

 

AI와 HBM 수요의 상관관계

 

1) 최근 글로벌 빅테크 기업들이 생성형 인공지능(AI)에 아낌없는 투자를 발표한 이후로 반도체 업계에서는 고대역폭메모리(HBM)에 시선이 쏠리고 있음.

 

2) 타 반도체 기업 분석 레포트에서도 여러번 말했듯 생성형 AI를 위한 인프라 구축에는 많은 양의 데이터를 원활하게 처리할 수 있는 HBM이 필수임.

3) HBM은 기존 DRAM을 수직으로 여러 개 쌓아 연결한 제품으로, 기존 DRAM 제품들보다 고용량과 고대역폭을 구현할 수 있는 하이앤드 제품임.

 

 

4) 또한 반도체 제조업체 입장에서도 ASP이 기존 DRAM 제품보다 훨씬 높으며, 같은 용량 기준으로 HBM이 5배 이상 비싸게 팔아먹기 때문에 이전에는 고가의 그래픽카드에만 납품했었음.

5) 이러한 HBM의 용도를 Chat GPT가 단시간에 뒤집어 놓았으며, 현재는 AI의 학습과 방대한 데이터 처리를 위한 목적으로 HBM을 사용하고 있음.

 

6) 글로벌 HBM 시장 점유율은 SK하이닉스가 50%, 삼성전자는 40%, 마이크론은 10%를 기록하고 있으며, 최근 SK하이닉스는 4세대 HBM인 HBM3 양산에 성공함.

 

7) 삼성전자도 올해 9월 HBM 신제품 양산에 들어갈 계획이며, 엔비디아는 AI 가속기 수요 증가에 대응하기 위해 SK하이닉스에 HBM 물량을 늘려달라고 요청한 것으로 알려져있음.

 

8) 엔비디아의 A100, H100과 같은 AI 가속기는 HBM을 기본으로 탑재하고 있으며, HBM 시장 규모는 2028년 63억1250만 달러까지 연평균 25.36% 성장할 것으로 추산됨.

 

 

 

 

HBM의 꽃 어드밴스드 패키징

 

1) DRAM을 수직으로 여러 개 쌓아 올린 HBM은 3차원 실리콘 관통 전극(TSV) 기술을 사용해 각 DRAM을 연결하여 고용량, 고대역폭을 구현함.

 

2) TSV는 DRAM 내 수천개의 미세 구멍을 뚫어 위아래 쌓여있는 DRAM 들을 수직 관통하는 전극으로 연결하는 패키징 방식임.

 

3) 또한 비교적 이전 기술인 와이어본딩, 플립칩본딩 대비 신호 전달 속도가 빠르고 집적도를 확보하기도 유리함.

 

 

4) TSV 패키징 방식은 DRAM을 12개씩이나 쌓았음에도 총 두께를 약 40% 이상 얇게 만들 수 있으며, 칩을 여러개 쌓아 발생하는 발열 문제는 개별 칩 동작 속도를 의도적으로 낮춰 해결함.

 

5) 또한 칩이 얇아지면서 쉽게 휘어지는 이슈도 발생하는데, 이때 TSV에 어드밴스드 MR-MUF(Mass Reflow-Molded Underfill)라는 또 다른 기술을 접목시킴.

 

6) MR-MUF는 반도체를 쌓아 올린 뒤 칩과 칩 사이 회로를 보호하기 위해 액체 형태 보호재를 공간 사이에 주입하고 굳히는 공정을 말하며, 칩을 하나씩 적층할 때마다 필름형 소재를 깔아주는 방식 대비 효율적임.

 

7) 또한 층마다 필름형 소재를 깔아주게 되면 열 방출에도 효과적이며, 에폭시 밀봉재(EMC)라는 소재를 활용해 방열 효과를 극대화함.

 

 

8) 향후 몇 년간 주요 IT 기업이 생성형 AI 구축경쟁을 벌일 것이라는 점을 고려하면, 어드밴스드 패키징 기술이 적용된 HBM의 수요는 기하급수적으로 늘어날 전망임.

 

9) 최근 인텔은 CPU 제온과 HBM 64GB를 묶은 제온 CPU 맥스 시리즈를 공개했으며, 이는 꼭 AI가 아니라도 HBM 도입이 필요하다는 걸 보여주는 사례라고 판단됨.

 

10) HBM에 적용 및 채택된 공정 기술들이 향후 메모리반도체가 나아가야할 방향이기 때문이며, AMD에서 최근 공개한 AI 가속기 MI300X에는 삼성전자의 HBM3가 채택될 예정임.

 

11) HBM은 아직 D램 전체 시장에서 약 1%의 비중으로 아직 걸음마 단계이지만, 현재 AI 반도체 수요가 폭발적으로 증가하고 있어 시장 판도는 어떻게 바뀔지 장담할 수 없음.

 

 

 

반도체  MI(Metrology & Inspection) 장비 회사의 유망주

 

1) 오로스테크놀로지는 반도체 제조 전공정 중 노광 공정의 MI 장비 제조를 주력 사업으로 영위하는 업체임.

 

2) 동사는 2011년 국내 최초로 Overlay 계측 장비 국산화에 성공하였고, 이후 High Performance AF System 등 핵심 기술들을 꾸준히 개발하고 있음.

 

4) 동사의 제품 중 가장 많은 매출 비중을 차지하고 있는 Overlay 계측 장비는 반도체 공정상 회로패턴이 수없이 적층 되는 과정에서 하부 패턴과 상부 패턴 간의 정렬상태를 정밀하게 계측하는 장비임.

 

5) 오버레이 계측 장비는 미세화 공정이 심화됨에 따라 요구 기술력이 급격히 높아져있는 상태이며, 현재 오로스테크놀로지와 미국의 KLA가 해당 시장에서 양대산맥을 이루고 있음.

 

6) 오로스테크놀로지의 오버레이 계측 장비는 후발주자임에도 불구하고 반도체 장비 계측기 성능지표인 정확성과 반복재현성에서 뛰어나며, 현재 SK하이닉스에 납품되고 있음.

 

 

7) 반도체 계측장비는 12inch 웨이퍼 표준화 이후 DRAM의 미세화 진행 및 NAND의 단수 증가로 인하여 제조 비용 축소 및 성능 향상을 위해 필수적인 제품임.

 

8) 반도체 웨이퍼에 여러 층을 쌓을수록 각 Layer 간 정렬이 틀어질 확률이 높아지는데, 이를 발견하지 못하고 이후 공정을 계속 진행하게 되면 최종 수율에 치명적인 영향을 끼칠 수 있기 때문임.

 

9) 따라서 공정수가 증가하고 있는 현 반도체 업계 트랜드 상, 그에 맞는 계측 장비의 기술력도 높아지고 있고 수요 또한 지속적으로 증가할 수 밖에 없음.

 

 

 

 

반도체 수율 개선의 1등 공신, 박막계측장비

 

1) 반도체 칩이 만들어지기까지는 다양한 공정이 필요하며, 공정 난이도가 극악을 향해 달려가고 있는 최근에는 반도체 제조업체 사이에서 공정 제어 기술이 주목을 받고 있음.

 

2) 공정 제어(Process Control)란 공정에서 선택한 변수를 조절해 공정을 원하는 상태로 유지하는데 필요한 일련의 제어 과정을 의미함. 
 
3) 쉽게 말해 반도체 공정 중간중간에 결함과 불량이 있는지를 검사하고, 원하는 모양대로 잘 만들어졌는지 계측하는 공정으로 공정 중 발생하는 결함을 제때 검출하고 제어함. 

 

 

4) 각 반도체 제조 업체마다 공정 제어 기술력은 제품 수율 개선에 큰 역할을 담당하며, 이는 업체마다의 수십년간 쌓아온 노하우라고 할 수 있음.

 

5) 반도체 공정의 복잡성과 팹 운영 비용 증가로 인하여 양산 수율을 적기에 달성하는 것은 수 조원의 매출을 커버할 수 있을 정도임.

 

6) 이러한 공정 트랜드에 맞춰 현재 오로스테크놀로지는 반도체 제조공정에서 증착되는 박막(ThinFilm)의 두께를 Angstrom단위의 정밀도까지 측정할수 있는 초정밀 박막 두께 계측장치를 신규 개발중임.

 

 

7) 반도체 공정이 미세화되고 고적층화 됨에따라 요구되는 박막 측정 기술력은 더 복잡해졌으며, 수요도 함께 증가하고 있음.

 

8) 박막계측장비는 높은 기술장벽이 존재하기 때문에 그동안 국내업체에서 진입하기에는어려움이 있었지만, 동사는 21년 신공장 입주와 함께 Pilot 시스템 제조를 시작함.

 

9) 신규장비의 경우 식각, 증착공정뿐 아니라 CMP 공정등 대부분의 공정에서 사용되기 때문에 적용범위가 다양하여 OVERLAY 계측장비 시장의 약 2배 가량으로 추정됨.

 

10) 또한 동사는 8인치 웨이퍼 Backside 검사장비인 WBIS-200 제품으로도 최근 성과를 내고 있으며, 현재 WBIS-200은 SK하이닉스의 청주 공장에 납품된 것으로 파악됨.

 

11) 동사는 반도체 제조 공정에서 웨이퍼가 휘어지는 정도를 측정하는 12인치 PKG Warpage 검사장비도 양산 중임.

 

 

 

 

TSV 오버레이 장비, 새로운 캐시카우가 될까?

 

1) 최근 오로스테크놀로지는 신규 패키징용 계측장비를 상용화하는 데 성공했으며, OL-900nw 제품명을 가진 실리콘관통전극(TSV) 오버레이 신규 장비를 SK하이닉스에 공급함.

 

2) 이전 모델인 OL-300nw 대비 장비 총 사이즈를 줄였으며, 오버레이 계측 성능을 기존대비 최대 15% 개선한 것이 특징임.

3) 현재 AI 열풍과 함께 HBM의 중요도가 높아지면서 TSV 공정에 대한 중요도도 마찬가지로 높아지고 있으며, 동사는 오래전부터 TSV 오버레이 계측장비 신시장 개척에 성공했었음.

 

4) 따라서 HBM과 함께 동사의 높은 성장 가능성이 점쳐지고 있는 상황이며, 글로벌 메모리반도체 기업 3사 모두 여러개의 DRAM 을 쌓는 HBM의 후공정 패키징 방식에 TSV을 활용하고 있음.

5) 이미 오로스테크놀로지의 OL-900nw 장비는 국내 주요 반도체 제조업체의 WLP 범프 공정 라인에 반입됐으며, 이는 첨단 패키징 개발에 주력하고 있는 고객사의 수요가 반영됨.

 

 

6) 기존 반도체 업체들은 회로 선폭을 좁히는 방향으로 칩 성능을 발전시켜 왔으나, 선단공정으로 갈수록 전공정 기술의 발전은 점차 한계에 이르고 있는 추세임.

 

7) 따라서 전공정을 대신해 칩의 성능을 높일 수단으로 첨단 패키징 기술을 적극 도입하고 있으며, 최첨단 반도체 패키징 시장은 2027년까지 연평균 19%씩 성장할 전망임.

8) 따라서 반도체 전공정과 후공정 계측장비를 모두 공급하고있는 오로스테크놀로지의 23년 매출액은 22년 대비 성장할 것으로 예상되며, 영업이익은 흑자전환 할 것으로 전망함.

 

9) 동사의 2023년 상반기 매출은 QoQ 대비 양호할 것으로 예상되며, 분기별 매출은 상저하고 흐름을 보일 것으로 판단됨.

 

10) 또한 반도체 후공정 패키징의 발전은 AI 반도체 테마로만 그치지 않고 오로스테크놀로지의 미래 캐시카우라고 판단되며, 동사에 대한 확실한 매수 근거라고 판단됨.