주성엔지니어링은 지난 10일 SK하이닉스와 194억원 규모의 반도체 제조장비 공급 계약을 체결했다고 공시했다. 판매 지역은 중국으로, SK하이닉스의 해외 D램 생산거점인 우시 공장에 납품하는 것으로 파악된다.
SK하이닉스는 지난해 미국의 대중국 첨단 반도체 장비 수출규제와 전반적인 메모리 시장 침체로 미뤄졌던 우시 공장의 공정전환 투자를 집행하고 있다. 기존 10㎚(나노미터) 2세대(1y)와 3세대(1z) 생산공정을 4세대(1a)로 변경하는 작업이다.
주성엔지니어링이 SK하이닉스와의 반도체 장비 공급 계약을 공시한 것은 2022년 5월 이후 2년여 만이다. 2022년 하반기부터 메모리 시장이 다운사이클(하강국면)로 급격히 전환되며 장비 투자가 끊긴 탓에 주문이 감소했다. 반도체 장비는 주성엔지니어링 전체 매출의 80% 이상을 차지하는 핵심 사업이다. 주요 고객사인 SK하이닉스가 흔들리며 실적부진을 겪었다. 지난해 주성엔지니어링의 연결기준 반도체 장비 매출은 2148억원으로 전년 대비 41.85% 감소했다.
올해는 분위기가 다르다. SK하이닉스는 HBM이나 DDR5 등 수요가 강하고 비싼 제품을 중심으로 투자에 집중하고 있다. HBM3E와 DDR5를 만드는 데 필요한 첨단 D램인 1a와 5세대(1b) 중심으로 생산 비중을 확대하는 것이 골자다.
주성엔지니어링이 공급하는 것은 원자층증착(ALD) 장비다. 주로 최첨단 D램 제조에 투입되며, 반도체원판(웨이퍼) 위에 금속이나 유전물질로 이뤄진 얇은 막을 입히는 증착 공정에 쓰인다. 증착 과정에서는 반도체의 소자층과 배선층을 만들기 위해 원하는 곳에 매우 얇고 균일하게 막을 형성하는 기술이 필요하다. ALD는 막의 두께를 원자 단위로 제어할 수 있어 주로 고품질 박막이 필요한 곳에서 활용도가 크다.
선단공정 확대는 ALD 장비 수요 증가로 이어질 수 있다. 반도체 회로의 선폭이 미세해지면서 D램에서 데이터를 전기적 형태로 저장하는 소자인 커패시터의 높이 대비 밑변 비율인 종횡비가 증가한다. 커패시터 구조가 좁고 깊은 형태로 바뀌면 균일하게 물질을 증착하기 힘들다. ALD는 원자층 단위로 증착해 종횡비가 매우 높아도 우수한 단차피복성을 확보할 수 있다. 소자들의 높이 차이에도 균일하게 막을 입힌다는 의미다.
특히 미세화로 인한 누설 전류 문제를 해결하는 고유전율금속게이트(HKMG) 구현에 필요한 장비로 꼽힌다. 이는 반도체 트랜지스터에서 전자 이동을 제어하는 게이트의 절연막에 고유전율 물질을 적용하는 것이다. 게이트는 금속 소재로 만든다. 반도체 소자가 작아지며 절연막의 면적도 감소하는데, HKMG는 이에 따른 누설 전류를 막아주는 역할을 한다. SK하이닉스는 그래픽용(G) DDR6와 저전력(LP) DDR5X 등에 HKMG를 적용한 뒤 D램 전반으로 확대하는 추세다.
