반도체 생산 공정에는 직접적인 관련은 없지만 전체 산업의 기술 발전에 핵심적인 역할을 하는 기업이 있습니다. 바로 반도체 장비 제조업체입니다. 반도체 제조 공정은 매우 복잡하며, 크게 실리콘 웨이퍼 준비, 에피택셜 공정, 열 산화, 확산 도핑, 이온 주입, 박막 준비, 포토리소그래피, 에칭, 공정 통합 등으로 나눌 수 있습니다. 가장 잘 알려진 네덜란드 기업인 ASML은 주로 포토리소그래피 장비, 즉 포토리소그래피 공정의 핵심 장비를 생산합니다. 또한 에칭 장비, 박막 장비, 확산 이온 주입 장비, 습식 장비, 공정 테스트 장비 등도 필수적입니다. 이러한 장비 제조업체들의 지속적인 개발과 첨단 장비 생산을 통해 반도체 제조 효율이 크게 향상되었습니다.
 
   

현재 전 세계 반도체 장비 제조업체는 미국, 일본, 네덜란드가 사실상 장악하고 있습니다. 미국 반도체 산업 연구 회사인 VLSI Research와 Gartner의 자료에 따르면,미국의 Applied Materials, 네덜란드의 ASML, 일본의 Tokyo Electronics(TEL), 미국의 Lam Research 및 미국의 KLA이 회사는 오랫동안 시장 선두 자리를 유지해 왔습니다.

다양한 반도체 장비 분야의 거대 기업인 Applied Materials  
 

 

어플라이드 머티리얼즈(Applied Materials)는 1967년에 설립되었으며 미국 실리콘 밸리에 본사를 두고 있습니다. 창립자인 마이클 맥닐리는 곤자가 대학교 화학과를 졸업하고 '실리콘 트랜지스터 개척자'로 알려진 진 호에르니가 설립한 유니온 카바이드 일렉트로닉스(Union Carbide Electronics)의 실리콘 부서에서 근무했습니다. 이후 그는 아포지 케미컬(Apogee Chemicals)이라는 회사를 설립했습니다. 1967년, 맥닐리는 동업자들과의 갈등으로 아포지를 떠나 장인에게 7,500달러를 빌려 반도체 제조 장비 제조업체인 어플라이드 머티리얼즈를 창업했습니다. 1967년은 미국 반도체 산업이 급속도로 발전하던 시기였으며, 많은 임원과 인재들이 페어차일드 반도체(Fairchild Semiconductor)를 떠나 창업에 나섰습니다. 실리콘 밸리에는 다양한 신생 반도체 장비 제조업체들이 들어섰습니다. 기존의 거대 기업들과 달리, 이러한 신흥 반도체 기업들은 자체 생산 능력을 갖추고 있지 않았습니다. 어플라이드 머티리얼즈는 바로 이 기회를 포착하여 사업을 확장했습니다. Applied Materials는 설립 초기 몇 년 동안 매출이 연평균 40% 이상 성장했습니다.

사업 측면에서 어플라이드 머티리얼즈는 박막 장비, 이온 임플란터, 세척 장비, 열처리 및 프런트엔드 테스트 장비를 다룹니다. 기술적으로는 인수 및 신기술 통합을 통해 시장 선도적 지위를 유지해 왔습니다. 예를 들어, 1980년에는 이온 임플란테이션 시장 진출을 위해 영국의 린토트 엔지니어링(Lintott Engineering)을 인수했고, 2000년에는 마스크 제조 업체인 이텍 시스템즈(Etec Systems)를 인수하여 마스크 패턴 생성 솔루션 분야에 진출했습니다. 2013년에는 도쿄 일렉트론(Tokyo Electron) 인수를 시도했으나 승인되지 않았습니다. 어플라이드 머티리얼즈는 또한 일찌감치 글로벌 진출을 시작했습니다. 1979년 일본 지사를 설립하며 아시아 시장에 공식적으로 진출했고, 1984년에는 베이징에 중국 고객 서비스 센터를 설립하여 중국에 진출한 최초의 외국계 반도체 생산 장비 공급업체가 되었습니다. 2001년에는 상하이에 중국 지역 본부를 설립했습니다. 2020년에는 코로나19 팬데믹 이후 중국 경제 회복 전망에 낙관적인 입장을 보이며 상하이 링강구에 합작 공장 건설을 논의하기도 했습니다. 어플라이드 머티리얼즈는 공식 웹사이트를 통해 "작은 스타트업에서 세계에서 가장 존경받는 기업 중 하나로 성장했다"고 소개했습니다. 2021 회계연도 1분기 매출은 24% 증가한 51억 6천만 달러를 기록하며 사상 최고치를 경신했습니다. 어플라이드 머티리얼즈는 이제 글로벌 반도체 장비 및 서비스 공급 분야의 거대 기업으로 자리매김했습니다.      주목받는 스타 기업 - ASML    

ASML은 주로 반도체 제조업체에 포토리소그래피 장비 및 관련 서비스를 제공합니다. 마스크 정렬 노광기라고도 불리는 리소그래피 장비는 리소그래피 공정의 핵심 장비입니다. 포토리소그래피 공정은 칩 제조 공정에서 가장 중요한 단계로, 칩의 주요 치수를 결정하는 데 필수적입니다. 또한 이 공정은 전체 칩 제조 비용의 35%를 차지합니다. 인텔, TSMC, 삼성 등 주요 기업들이 7nm와 같은 첨단 공정에 집중하여 양산 시대를 맞이하면서, 모든 칩 제조업체는 생산 능력 증대를 위해 최대한 많은 리소그래피 장비를 구매하고자 합니다. 이러한 추세에 힘입어 ASML은 매출을 비롯한 여러 지표가 사상 최고치를 경신하며 주목받고 있습니다.  
   

약 40년 전, ASML은 필립스가 소유한 작은 합작 회사에 불과했습니다. 당시 리소그래피 장비의 최첨단 기술은 미국의 GCA 메디컬 테크놀로지 컴퍼니와 일본의 니콘이 보유하고 있었습니다. 1984년, 필립스와 반도체 장비 제조업체인 ASMI(Advanced Semiconductor Materials International)는 리소그래피 시스템 개발을 위해 새로운 회사를 설립했습니다. 설립 초기에는 수십 명의 ASML 직원들이 네덜란드 아인트호벤에 있는 필립스 본사 근처의 작은 창고에서 근무했습니다. 이러한 소박한 환경 속에서 ASML은 최초의 리소그래피 시스템인 PAS 2000을 출시했고, 시장에서 초기부터 주목을 받았습니다. 1995년, ASML은 암스테르담과 뉴욕 증권거래소에 상장되었습니다. 필립스는 ASML의 모든 지분을 재매입했고, ASML은 완전히 독립적인 상장 기업이 되었습니다.  
 

그 이후 아스마이는 두 명의 "보 레"의 도움으로 두 번의 도약을 이루었습니다. 20세기 초, ASML과TSMC양사는 "침수 리소그래피"라는 기술 솔루션을 공동 개발하여 2004년 최초의 침수 리소그래피 장비 프로토타입을 제작했고, 이를 통해 처음으로 경쟁사인 니콘을 기술적으로 따라잡을 수 있었습니다. 2007년 ASML은 포토리소그래피 장비 시장의 60%를 점유하며 처음으로 매출에서 니콘을 제쳤습니다. 이미 1997년부터,인텔ASML은 정부 및 기업들과 협력하여 반도체 산업의 최첨단 기술 조직인 EUV LLC를 설립하고 EUV 기술 연구 및 개발을 촉진해 왔습니다. EUV 리소그래피는 더 짧은 파장의 빛을 사용하여 더 작은 칩을 만드는 기술입니다. ASML은 이 조직의 회원사로서 미국의 선도적인 반도체 기술에 대한 우선 접근권을 확보했습니다. 이러한 조치를 통해 ASML은 니콘과 같은 경쟁업체들을 크게 앞서 나갈 수 있었습니다. ASML은 2010년에 최초의 극자외선(EUV) 리소그래피 장비 시제품을 납품했고, 2015년에는 ASML의 EUV 리소그래피 공정을 양산할 수 있게 되었습니다. ASML의 EUV 리소그래피 장비는 생산량이 매우 높으며, 대당 가격은 1억 1,500만 유로에 달합니다. 현재 ASML의 EUV 리소그래피 장비는 주로 TSMC, 인텔, 삼성전자 등에 공급되고 있습니다.      일본 1위 기업으로 대리점 사업을 시작한 도쿄전자  
 

일본 기업들은 여전히 ​​반도체 제조 장비 분야에서 막강한 영향력을 행사하고 있으며, 도쿄 전자(Tokyo Electronics Limited)는 그 선두 주자 중 하나입니다. 도쿄 전자는 1963년에 설립되었으며, 당시에는 "도쿄 전자 연구소 주식회사(Tokyo Electronics Laboratory Co., Ltd.)"라는 이름으로 도쿄 방송 시스템 주식회사(Tokyo Broadcasting System Co., Ltd.)의 계열사였습니다. 초기 자본금은 500만 엔에 불과했고, 창업자를 포함해 직원도 6명뿐이었습니다. 1965년에 미국 페어차일드 반도체(Fairchild Semiconductor)와 IC 테스터 대리점 계약을 체결하면서 본격적인 사업 확장을 시작했습니다. 하지만 도쿄 전자는 단순히 대리점 역할에 만족하지 않았습니다. 1968년에는 미국의 써모(Thermco)사와 합작 회사인 텔 써모코(Tel Thermco)를 설립하여 확산로를 생산 및 판매하기 시작했습니다. 이는 일본 최초의 반도체 장비 제조업체이기도 했습니다. 1976년에는 세계 최초로 고압 산화로를 개발했고, 1986년에는 세계 최초로 수직 확산로를 출하했습니다. 1989년까지 도쿄 일렉트론의 반도체 제조 장비 매출은 6억 달러를 돌파하여 세계 1위를 차지했고, 3년 연속 세계 챔피언 자리를 유지했다.  
 

도쿄전자는 반도체 제조 공정의 거의 모든 단계를 아우르는 제품을 생산합니다. 특히 웨이퍼에 감광성 물질인 포토레지스트를 코팅하고 전자 회로를 구현하는 '코팅 및 현상 장비' 분야에서 세계 90%의 점유율을 자랑합니다. 또한 회로 이외의 불필요한 부분을 가스를 이용하여 제거하는 '에칭' 분야에서도 강점을 가지고 있습니다. 도쿄전자는 전 세계적으로 증가하는 반도체 수요에 대응하기 위해 연구 개발 투자를 확대할 계획입니다. 도쿄전자의 가와이 토시키 사장은 2019 회계연도(2020년 3월 종료)부터 3년간 연구 개발에 4,000억 엔(약 250억 위안)을 투자할 계획이라고 밝혔습니다. 도쿄전자의 목표는 세계 최대 반도체 장비 공급업체가 되는 것입니다.      에칭 장비 시장을 선도하는 판린 그룹  
 

반도체 장비 분야의 선도 기업인 램 리서치(Lam Research)는 중국 출신의 데이비드 K. 램(David K. Lam)이 설립했습니다. 데이비드 K. 램은 제록스, 휴렛팩커드, 텍사스 인스트루먼트에서 근무했으며, 1980년 인텔 창립자 밥 노이스(Bob Noyce)의 재정 지원을 받아 램 그룹(Lam Group)을 설립했습니다. 램 그룹은 에칭, 증착, 세척 분야에 주력해 왔습니다. 1981년에는 최초의 플라즈마 에칭 장비인 오토에치(AutoEtch)를 출시했고, 1992년에는 최초의 ICP 건식 에칭 장비를 개발하여 ICP 에칭 장비 시장을 개척했습니다. 2014년에는 원자층 에칭(ALE) 분야에 진출했으며, 2020년에는 에칭 출력 정확도를 50% 이상 향상시킨 혁신적인 플라즈마 에칭 기술 및 시스템 솔루션을 선보였습니다. 램 그룹은 에칭 장비 시장의 절반을 점유하고 있습니다.  
 

람그룹의 사업 영역은 전 세계에 걸쳐 있습니다. 1980년대 중반 이후 람그룹은 유럽, 한국, 싱가포르, 일본, 중국, 인도 등에 사무소를 개설하고 사업을 확장해 왔습니다. 람그룹의 재무 보고서에 따르면 아시아 태평양 지역이 전체 매출의 80%를 차지하며 가장 큰 비중을 차지하고 있습니다. 작년에는 SMIC가 웨이퍼 제품 생산을 위해 람그룹의 에칭 장비를 포함한 자본 설비 구매에 600억 달러를 투자했습니다.      반도체 테스트 장비 분야의 왕좌를 차지하는 켈레이 반도체KLA 반도체(KLA)는 1997년 KLA와 Tencor 두 회사의 합병으로 탄생했습니다. KLA는 1975년에 설립되어 결함 검출 솔루션에 주력했고, Tencor는 1977년에 설립되어 측정 솔루션에 주력했습니다. 합병 후에는 KLA-Tencor Corporation으로 불리다가 2019년에 KLA Corporation으로 사명을 변경했습니다. Kelei는 매출 규모 면에서 상위 4개 업체와 큰 격차를 보이지만, SEMI 통계에 따르면 2018년 첸다오(Qiandao) 검출 및 측정 시장에서 절반 이상을 차지하며 업계 1위를 기록했습니다.  
 

켈레이 반도체는 일련의 인수합병을 통해 성장해 왔습니다. 2019년 한 해에만 이스라엘 기업 오르보텍(Orbotech)을 약 3.2억 달러에 인수하는 등 28건의 인수합병을 진행했습니다. 켈레이 반도체는 중국 시장에 대해 항상 낙관적인 전망을 가지고 있었습니다. 1999년 중국에 첫 지사를 설립한 이후 현재 베이징, 상하이, 난징, 시안, 우한, 톈진, 선전, 다롄, 샤먼, 우시에 10개의 사무소를 운영하고 있습니다. 2019년에는 켈레이의 매출 절반 이상이 중국에서 발생했습니다.  
 

 

2020년 코로나19 팬데믹으로 전 세계가 타격을 입고 많은 산업이 큰 어려움에 직면했지만, 반도체 장비 제조업체들은 오히려 눈에 띄게 성장했습니다. 앞서 언급한 5대 반도체 장비 업체는 거의 모두 지난해 실적과 주가가 상당한 성장을 기록했습니다. 얼마 전 SEMICON China 개막식에서 국제반도체산업협회(SEMI)의 주룽(Ju Long) 글로벌 부회장 겸 중국 회장은 2020년 세계 반도체 장비 시장이 18.9% 성장하고, 중국 본토 시장은 39% 성장하여 처음으로 세계 최대 장비 시장으로 부상할 것이라고 발표했습니다. 이들 5대 업체의 2020년 중국 본토 시장 총 매출은 72.7억 위안에 달했습니다. 각 업체 CEO들은 중국 시장이 사업에 매우 중요하다고 강조하며 중국 기업들과의 협력을 강화하겠다고 밝혔습니다. 기술 산업이 전례 없는 반도체 공급 위기에 직면한 지금, 글로벌 차원의 개방, 협력, 그리고 공동의 노력이야말로 기업들이 나아갈 올바른 길이라고 생각합니다.

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