HBM·3D 메모리 시대, 반도체 산화·어닐링 공정의 승자는 누구일까요? AP시스템, 이오테크닉스, 디아이티, HPSP, 예스티 5개 핵심 기업의 기술력과 성장 포인트를 한눈에 정리했습니다. 일본·미국 장비 독점을 흔드는 국산 기업들의 진짜 경쟁력과 투자 포인트를 정리해보았습니다.
반도체 산화·어닐링 공정 개요
반도체 제조는 수백 단계의 공정으로 이뤄지며, 그중 산화(Oxidation)와 어닐링(Annealing)은 웨이퍼의 성능과 수율을 좌우하는 핵심 열공정이다.
- 산화 공정은 웨이퍼 표면에 산화막(SiO₂)을 형성하여 게이트 절연층, 패시베이션, 트랜지스터 전기적 특성 제어 등에 활용된다.
- 어닐링 공정은 고온에서 불순물을 확산시키거나, 손상된 격자를 회복시켜 전기적 특성을 개선하는 과정이다. 특히 FinFET, GAA 트랜지스터 시대에선 어닐링 기술이 더욱 중요하다.
이러한 열공정 장비는 극한의 정밀성을 요구하기 때문에 글로벌 시장에서 일본, 미국 기업과의 경쟁이 치열하다.
하지만 국내에서도 여러 장비 업체가 밸류체인에서 중요한 역할을 수행하고 있다.
산화·어닐링 공정의 기술적 트렌드
- 고온 열처리: 1,000℃ 이상에서 안정적으로 공정을 수행할 수 있는 기술 필요.
- 빠른 승온·냉각(RTP: Rapid Thermal Process): 미세공정에서 공정 균일성을 확보하기 위해 단시간 열처리가 핵심.
- 저산소 환경 제어: 산화막 두께를 원자 단위로 제어해야 하므로 산소 농도 및 분위기 제어 기술이 중요.
- 신소재 대응: HBM, 3D 낸드 등 적층형 반도체 확대에 따라 유전체, 절연막의 어닐링 기술도 발전 중.
반도체 산화·어닐링 밸류체인 주요 기업
(1) AP시스템
- 강점: OLED·디스플레이 장비로 잘 알려져 있지만, 반도체 열처리 장비 분야에서도 포지션을 확보.
- 기술력: 레이저 어닐링 장비를 통해 기존 RTP 대비 균일성과 생산성 향상을 구현. 특히 박막 균일화를 위한 레이저 기반 기술은 EUV 이후 세대의 미세공정과 호환성이 높다.
- 시장 포지션: 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 메이저 반도체 고객사와 협력. 메모리뿐만 아니라 시스템 반도체 확장 가능성.
(2) 이오테크닉스
- 강점: 레이저 응용 장비 분야의 국내 선두 기업. 반도체 마킹·레이저 드릴링 외에도 열처리와 연계된 기술 확장 중.
- 어닐링 응용: 초미세 패턴 공정에서 레이저 기반 열처리를 적용하여 국부적 어닐링(Local Annealing) 기술 제공.
- 의의: 레이저 기반 솔루션은 산화·어닐링 장비의 보완재 역할을 하며, 고정밀 반도체 패키징 공정과도 연결.
(3) 디아이티(DIT)
- 주력: 검사·측정 장비 전문 기업으로, 산화막 두께·균일성 측정 장비 공급.
- 공정 연계성: 산화 및 어닐링 공정 후 산화막의 두께·결함 여부를 정밀 측정하는 장비는 필수적. 디아이티는 이 과정에서 밸류체인 핵심 플레이어.
- 차별화: 단순 검사 장비를 넘어 AI 기반 결함 판별 알고리즘을 탑재, 차세대 반도체 검사 수요 대응.
(4) HPSP
- 특화 영역: 고압 수소 어닐링 장비(High Pressure Annealing).
- 기술력: 기존 RTP보다 낮은 온도에서 수소 분위기를 활용하여 산화막 계면의 결함을 줄이고 전기적 특성을 개선.
- 고객사: SK하이닉스, 삼성전자 외 글로벌 메모리 업체. 특히 HBM, 3D DRAM 수율 향상에 핵심 역할.
- 투자 포인트: HBM 확산과 함께 고압 수소 어닐링 장비 시장이 빠르게 확대되고 있어 글로벌 경쟁력이 강화되는 중.
(5) 예스티(YesT)
- 주력 제품: RTP(급속열처리) 장비 및 퍼니스(Furnace) 장비.
- 기술력: 1,000℃ 이상의 초고온에서 웨이퍼 열처리를 균일하게 수행. HBM 적층 공정, DRAM 미세화에 필수.
- 차별화: 일본·미국 장비사 독점 영역을 빠르게 대체하는 국산화 대표 기업. 특히 SK하이닉스향 매출 비중이 높다.
- 확장성: 메모리 중심에서 CIS, 시스템 반도체 영역까지 확장 가능.
국내 밸류체인의 의의
국내 반도체 열공정 장비 기업들은 일본·미국 중심 시장에서 점유율을 확대 중이다.
- 일본 경쟁사: 도쿄일렉트론(TEL), Kokusai, 니콘
- 미국 경쟁사: Applied Materials, Lam Research
이들과의 기술 격차를 좁히면서도, HBM·3D 적층 메모리라는 새로운 시장에서 국산 업체가 빠르게 존재감을 키우고 있다. 특히 HPSP와 예스티는 글로벌 밸류체인에서도 주목받고 있다.
투자 관점에서 본 시사점
- HBM 확산 → 고압 수소 어닐링(HPSP), RTP 장비(예스티) 수요 급증.
- EUV 시대 미세공정 심화 → 레이저 기반 어닐링(AP시스템, 이오테크닉스) 경쟁력 강화.
- 검사·측정 중요성 확대 → 산화막 두께·균일성 검사(디아이티)의 시장성 부각.
- 국산화 수혜 → 일본 장비 의존도 탈피로 AP시스템, 예스티, HPSP 중심 국산 장비 점유율 상승.
반도체 산업은 EUV, HBM, 3D 적층 등 신기술 확산으로 산화·어닐링 공정의 중요성이 더욱 커지고 있다.
- AP시스템·이오테크닉스는 레이저 기반 신기술을 통한 성장 모멘텀,
- 디아이티는 검사·측정 장비로 안정적인 포지션,
- HPSP는 고압 수소 어닐링으로 HBM 시대 핵심 장비사,
- 예스티는 국산 RTP·퍼니스 장비의 대표주자로 자리 잡고 있다.
따라서 이 다섯 기업은 한국 반도체 밸류체인에서 열공정 분야의 핵심 축으로 성장할 가능성이 크며, 투자자 입장에서도 장기적인 관점에서 주목할 필요가 있다.
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