이 기사는 2023년 09월 18일 10:51 thebell 에 표출된 기사입니다.

반도체, 디스플레이 장비 제조사 디아이티가 주요 고객사인 SK하이닉스에 '레이저 어닐링(Laser annealing)' 장비 양산공급을 확대한다. SK하이닉스가 양산 개발에 속도를 내고 있는 차세대 AI(인공지능)용 D램 'HBM3E' 선단 공정용 장비다.

이미 5대 가량이 반입돼 있고, 내년 후속 PO(구매주문)가 뒤따를 거라는 전언이다. 하이엔드 장비인 만큼 디아이티의 실적개선과 기술적 입지 상승에 결정적인 역할을 할 것으로 보인다.

18일 업계의 말을 종합하면 현재까지 디아이티는 SK하이닉스에 총 5대의 레이저 어닐링 장비를 입고했다. 1대는 연구소에 연구장비 목적으로 셋업(set up)돼 있고, 나머지 4대는 양산라인에 반입돼 양산에 적용 중이다. 오는 10월 경 추가로 1대가 반입될 전망이다.

레이저 어닐링 장비는 반도체 웨이퍼의 급속어닐링(RTA) 대비 뒤틀림 등 불량을 개선한 공정이다. 텅스텐 할로겐 램프를 활용한 RTA 방식이 현재 어닐링의 주류 공법인데, RTA는 결정적으로 웨이퍼 중앙 부분과 가장자리의 가열 온도가 달라 웨이퍼가 뒤틀리거나 단층이 발생하는 문제가 있다.

웨이퍼 결함부에 국소적으로 레이저를 조사해 열처리하는 레이너 어닐링 방식은 RTA의 문제점을 개선한 공정이다. 레이저 조사 방식이기 때문에 열로 인한 불량 문제에서 자유롭다. AI 관련 고사양 HBM 반도체 공정이 활발해 지면서 삼성전자, SK하이닉스 모두 레이저 어닐링 공정을 도입했다. 삼성전자는 이오테크닉스와 손을 잡고 있다.

업계에 따르면 디아이티는 약 4년 간의 테스트 개발 기간을 거쳐 올해부터 SK하이닉스 HBM3E 양산 공정에 레이저 어닐링 장비를 투입하기 시작했다. HBM3E는 SK하이닉스가 최근 개발에 성공한 AI용 초고성능 D램 신제품이다. 1세대(HBM)-2세대(HBM2)-3세대(HBM2E)-4세대(HBM3) 순을 거쳐 HBM3 확장판 5세대로 평가된다.

SK하이닉스는 AI용 GPU(그래픽처리장치) 시장의 석권을 노리는 엔비디아에 HBM3E 샘플을 공급하기 시작했다. 초당 최대 1.15TB(테라바이트) 이상의 데이터를 처리할 수 있고, 발열 제어, 고객 사용 편의성 등을 모두 충족해 내년 상반기부터 HBM3E 양산에 돌입, AI용 메모리 시장에서 독보적 입지를 다진다는 방침이다. 이르면 내년 초부터 양산 물량을 공급할 수 있을 것으로 보인다.

이에 따라 선단공정에서부터 적용되는 레이저 어닐링 장비 역시 중용이 확대될 것으로 예상된다. 특히 10나노미터 이하의 초미세 공정 테크 노드인 '1b 나노' 공정에 SK하이닉스가 사활을 걸고 있어 1b 나노 공정의 캐파가 커질 수록 웨이퍼 수율을 잡는 레이저 어닐링 장비의 입고 역시 늘어날 전망이다.


반도체 업계에서는 HBM3E를 위한 1b 캐파 확장이 지속적으로 필요하며, 이에 따라 4분기부터 D램 업체들이 1b 공정을 위한 장비를 발주할 거라 보고 있다. 업계 관계자는 "본격 양산구간에 진입하면 약 10k(웨이퍼 기준 1만장) 당 1대 수준의 레이저 어닐링 장비가 필요할 것으로 보이는데, 내년 SK하이닉스가 60k~100k 수준의 캐파를 확장할 것으로 예상된다"고 말했다. 약 6대에서 10대 가량의 레이저 어닐링 장비가 추가 입고될 수 있다는 이야기다.

삼성전자에 입고된 이오테크닉스의 초기 레이저 어닐링 장비가 대당 약 50억원에서 70억원 가량으로 알려져 있는 만큼 디아이티 역시 유사한 수준의 단가를 맞출 수 있을 것으로 보인다. 고무적인 것은 레이저 어닐링 장비의 마진율이 50%에 육박해 디아이티 입장에서는 후속 PO만 따낸다면 이익률을 대폭 끌어올릴 수 있다. 디아이티는 지난해 매출액 1329억원, 매출액 55억원을 기록했다. 이익률은 4.17% 수준이다.

업계 관계자는 "현재 SK하이닉스가 엔비디아와 손잡고, 글로벌 AI 섹터에서 우위를 점하겠다는 목표를 세웠기 때문에 1b 나노 공정의 수율을 잡는 데 전력을 다하고 있는 상황"이라면서 "이 때문에 이미 반입돼 있는 레이저 어닐링 장비와 향후 추가 입고가 예상되는 장비를 통해 HBM3E 수율 향상에 나설 것"이라고 말했다.