[뉴스속 기업] 반도체 '불량' 잡는 회사 KLA, 美·中 기술 분쟁서 주목 받는 이유

미 반도체 장비 업체 KLA의 대표 설비 '서프스캔(Surfscan)'. 웨이퍼의 불량 여부를 검사하는 역할을 한다. / 사진=KLA 공식 홈페이지 캡처

중국 반도체 공장에 납품을 중단한다는 보도가 나와 주목받은 미국 기업 'KLA'는 일명 '불량 잡는 회사'다. 반도체 생산 공정은 필연적으로 많은 불량품을 만들 위험이 있다. 그러므로 모든 반도체 회사의 관심사는 불량률 통제 및 수율 관리가 될 수밖에 없다. 이 부분에 KLA 기술 경쟁력이 있다.

반도체 불량 검사 정밀 계측으로 장비업계 5위권 올라

KLA는 1975년 미국 캘리포니아주에 설립된 반도체 불량 검사 기기 전문 제조업체 'KLA 인스트루먼츠'에서 시작됐다. KLA는 1997년 반도체 계측 장비를 만드는 '텐코(Tencor) 인스트루먼츠'사를 인수했으며, 이후 사명을 'KLA 코퍼레이션'으로 바꾼 게 현재까지 이어지고 있다.

KLA는 반도체 검사와 계측이라는 두 분야를 중심으로 성장했다. 특히 불량을 검사하고 조기에 잡아내는 설비 제작에 특화된 KLA와, 웨이퍼(반도체 기판의 원료가 되는 실리콘 박막)의 두께·오염 수준 등을 정확히 계측할 수 있는 텐코의 전문성은 시너지 효과를 내 현재의 KLA를 만드는 원동력이 됐다. KLA는 지난해 기준 69억달러의 매출과 20억달러의 영업익을 기록, 글로벌 반도체 장비업계 5대 기업으로 자리매김했다.

반도체 불량 줄이고 생산량 늘리려면 반드시 필요

KLA의 주력 사업은 '반도체 공정 통제(semiconductor process control)'라 불린다. 여기에는 다양한 검사 장비, 계측 장비, 데이터 분석 소프트웨어와 관련 서비스가 모두 포함된다.

이 가운데 KLA를 대표하는 제품은 '서프스캔(Surfscan)'이라 불리는 결함 검사 시스템이다. 반도체 기판을 이루는 웨이퍼 표면의 흠집, 오염 수준 등을 정밀하게 측정해 결함품을 미리 걸러내는 기기다.

레티클 마스크를 투과한 빛이 축소 렌즈를 거쳐 웨이퍼에 새겨지는 모습. / 사진=인텔 유튜브 영상 캡처

레티클 검사 작업도 KLA 기술력이 중요한 역할을 맡는다. 레티클은 웨이퍼에 실제 반도체 회로를 새기기 전, 일종의 '견본' 역할을 하는 유리판 마스크다. 레티클 위에서 광원(光原)을 발사해 회로 패턴을 투영시킨 뒤, 그 빛을 축소 렌즈에 통과시켜 웨이퍼에 새김으로써 비로소 반도체 회로가 만들어진다.

만일 견본 역할을 하는 레티클에 조금이라도 결함이 생기면 모든 반도체가 불량품이 된다는 뜻이다. 따라서 레티클은 한 치의 오차도 없이 정확하게 만들어져야만 한다. KLA의 레티클 품질 관리 기기인 '테론'은 5~7nm급 공정용 레티클의 결함을 실시간으로 잡아낼 수 있다.

시장조사기업 '인포메이션 네트웍스'에 따르면 KLA는 지난해 기준 반도체 검사 계측 장비 시장 점유율 62.6%를 기록해, 상위 기업 6곳 중 압도적 선두를 달리고 있다. 반도체 공정 통제 장비에 국한하면 점유율은 85%까지 오른다.

'두 번째 큰 손' 中 수출 제한…韓 반도체 기업에도 여파

외신 보도를 종합하면 KLA는 12일(현지시간)부터 중국에 기반을 둔 고객사에 설비 납품을 중단하는 것으로 전해졌다. 지난 7일 미국 상무부가 발표한 대중 반도체 장비 수출 통제 조처에 따른 것이다. 구체적으로는 128단 이상의 낸드(NAND) 메모리 칩과 18nm 이하 D램 반도체 생산 시설을 대상으로 한다.

삼성전자 중국 시안 메모리반도체 공장 / 사진=연합뉴스

수출 제한은 KLA와 중국 내에서 활동하는 반도체 기업 모두 막대한 영향을 끼칠 것으로 보인다. KLA는 미국 기업이지만, 총매출액의 89%가량은 수출에서 나온다. 중국 시장은 지난해 기준 KLA 글로벌 매출의 25%를 차지해 두 번째로 가장 거대한 시장이었다.

중국 내 메모리 반도체 공장을 보유한 한국 기업들도 수출 제한으로 불편을 겪을 수 있다. 삼성은 중국 시안에 낸드 공장을 가동 중이며, SK하이닉스는 장쑤성 우시에 D램 공장을 두고 있다. 두 기업 모두 공장 증설 혹은 업그레이드 계획을 추진 중이기에 KLA 장비를 새로 수입해야 한다.

현재 미 상무부는 중국에 공장을 설립한 해외 법인의 경우 미국제 장비를 수입할 때마다 건별 승인을 받게 할 방침이다. 아예 수입이 금지되는 것은 아니지만, 기업에 부담을 주는 비관세 장벽이 세워진 셈이다. 다만 한국 기업인 삼성·하이닉스의 중국 공장은 앞으로 1년간 건별 승인을 받지 않아도 장비를 수입할 수 있는 유예 기간을 허가했다. 기간이 만료된 뒤로는 각 기업과 미국 정부 간 밀접한 공조가 필요할 것으로 예상된다.

신범수 산업 매니징에디터 answer@asiae.co.kr
임주형 기자 skepped@asiae.co.kr
송현도 인턴기자 dosong@asiae.co.kr