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에프에스티 : For Semiconductor Tomorrow

중앙대학교/VIM

2024.01.30

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안녕하세요! 중앙대학교 투자동아리 VIM입니다.

VIM은 Various Investment Method의 약자로 2019년에 시작되어 경제시사상식을 바탕으로 다양한 투자의

대상과 관점에 대해 공부하는 동아리입니다.

이번 글은 1월 6일에 진행되었던 '서울 FINANCE 동아리 연합 리서치 대회'에서 발표한 내용입니다.

1. 산업 분석

1) 반도체 CYCLE & Where are we

a) 2024년 공급의 방향성 : Capex 운영 효율화로 가동률 바닥 탈출
- 공급업계의 재고는 줄고 있다하지만. 여전히 재고는 많은 수준
- 정상재고는 5-6주, 4Q23 기준 DRAM은 10-13주, NAND는 20주 내 생산을 하지 않아도, 팔 수 있는 물량이 충분함을 시사
→ Deep DownCycle로 인해 현금 유동성이 떨어지고, 미래를 위한 투자가 필요한 상황에서 재고의 축소와
현금유동성 개선이 최우선 목표
 
(출처 : 삼성증권)
 
b) 변곡점의 대응, 부품주로 이동
메모리 공급사의 2024년도 가동률 반등의 구조를 참고하면 AI/HBM 관련 소재/부품 업체들의 반등 기대
- 공급의 수요 하향 이탈 후 반등으로 반등의 명분은 소재/부품에 있음
- 공급 축소를 통해 거시적으로 반도체를 선제 반등
2024년도 거시 안정화 이후 회복을 가정하면, 해당 사이클이 장기화되고 고조될 것.
  
2) 노광 공정
a) 반도체 미세화의 핵심, 포토공정
웨이퍼 위에 반도체 회로를 그리는 공정으로 미세화를 결정하는데 중요한 과정
→ 전체 공정시간의 60% 이상, 원가의 35% 이상을 차지할 정도
→ 포토공정을 위해 필요한 장비 및 소재로는 감광액(PR), 포토마스크 (Photo Mask), 현상액(Developer),
노광기(stepper)
 
회로 패턴이 담긴  ‘포토마스크’에 빛을 통과시켜 웨이퍼에 회로를 그려 넣는 작업
포토마스크에 그려진 회로가 축소되어 웨이퍼에 전사되므로, 포토마스크가 오염되면 수율이 감소
(출처 : 메리츠종금증권 리서치 센터)
   
b) 노광장비 시장규모의 성장
노광 공정 장비의 시장 규모는 전체 공정 장비 중 25% 이상 차지
→ ASML은 EUV 장비에 대한 출하 Capa를 90배로 확대할 것이라 밝힘
→ ASML의 파운드리 산업에서 노광 장비 투자규모는 30% 씩 증가하여,
EUV 투자 비중은 절반 이상으로 예상
→ 미세패턴 노광 공정을 위해 메모리, 비메모리 분야에서 EUV 장비의 중요성이 확대 필수요소로 자리잡음
→ 현재 TSMC, 삼성전자는 3nm 양산에 돌입하고, Intel도 EUV를 적용하기 시작하면서 파운드리 시장에서는 EUV가 이미 적극적으로 도입되고 있음

 
3) 반도체 미세공정 경쟁 가속 중 EUV 활약
a) 차세대 미세화의 경쟁력, EUV의 등장
- 회로가 수십 nm단위로 나뉘어지면서 전자가 이동하는 회로에서 양자 터널링 현상이 발생
- 미세화 노광과정은 빛의 파장을 줄이면서 발전하는데, 파장이 짧을수록  회전현상이 감소해 해상도가 증가함
- 30nm대 선폭까지만 가능한데, ArF 파장을 이용해서 노광을 더 작은 선폭으로 만드는데 한계가 있음
- 공정 단계의 증가는 원가 상승과 생산시간 증가로 이어지기때문에 반도체 생산량이 감소하고, 포토마스크 사용량이 증가하여 원가측면에서 비효율적
 
b) 물량 확대와 원가 절감 두마리의 토끼를 잡은 EUV 미세공정
- 노광공정 과정에서 회로와 회로 사이의 선폭이 좁아질수록 웨이퍼에서 생산되는 집의 수가 증가함.
- EUV(13.5nm)경우 빛 파장이 광원 193nm인 ArF(불화아르곤)보다 파장이 짧아서 미세하게 회로 패턴 
 
4) EUV 펠리클
a) 공정 투입 후 발생하는 오염은 마스크의 수명과 효율에 치명적
가장 보편적으로 EUV 광원 생성 과정에서 생기는 주석 파티클은 고가의 마스크를 사용하지 못하게 하므로, 막대한 손실이 발생하기에 손상을 최소화하는 것이 관건
→ 마스크의 생산 비용을 낮추지 못한다면 오염을 방지하여 재사용
 
마스크의 사용기간을 늘리기 위해 펠리클(Pellicle)을 이용하여 보호막으로 사용
(1) 펠리클의 얇은 박막이 분자와 오염물질로부터 포토마스크를 보호
→ 포토마스크로 초점을 맞춰서 노광을 진행하므로 펠리클에 오염물질이 있더라도 초점이
잡히지 않아서 수율을 높일 수 있음
(2) 포토마스크의 수명을 연장
b) EUV 펠리클 필요 요건

(1) 투과도 
-EUV 펠리클을 2번 통과하므로 광량 손실이 2번 발생해 투과도 80% 이상
(2) 열적 특성
열충격에 의한 박막 주름 생성 및 피로 파괴 가능성 높으므로 열적특성이 우수한 물질
(3) 기계적 특성
일상적인 충격와 EUV 노광 펌프다운 과정에서 발생하는 압력차이와 고속 이송 마스크
단계에서 발생하는 기계적인 충격을 모두 감수

c) EUV 펠리클 장비의 기술력
노광 장비는 빛을 생성하는 광원, 렌즈, 반사경에 대해 기술 진입 장벽이 높아서 
ASML, Nikon, Canon만 생산 가능하며 2021년도 ASML이 95.5% 의 점유율을 차지
→ 최신 노광장비 EUV는 ASML이 생산 가능하며 삼성전자와 TSMC가 ASML에 지분투자할 정도로 수요가 높은 상황

 
2. 기업 분석
 
1) 회사 조직 및 주요 계열사 (그림에 있는 FST는 FCT입니다.)
 
 
2) BM
a) 펠리클
노광공정에 들어가는 부품으로 반도체 포토마스크와 디스플레이 패턴오염을 방지
*포토마스크: 투명 기판 위에 반도체의 미세회로를 형상화한 것
- 국내 펠리클 시장점유율은 85%, 글로벌 점유율은 20%
- 비메모리와 메모리의 수요는 7:3으로 비메모리의 수요가 높음
- 경쟁사 : Mitsui, Shin-Etsu, Ashai
(1) 반도체 펠리클
- 삼성전자가 주요 고객사이며, ArF 와 액침 기법을 이용한 ArF Immersion  펠리클 제작
(2) 디스플레이 펠리클
- LG 디스플레이, 삼성디스플레이, 포토로닉스(중국업체)가 주요 고객사
- LCD, OLED, Color 필터에 사용되는 펠리클 제작

 
b) TCU 사업부
- 반도체 및 디스플레이 공정에서 챔버 내의 온도를 안정적으로 제어하는 칠러를 제작 및 수리
- 장비 내부의 온도와 웨이퍼 표면의 온도가 다르면 수율이 떨어지므로  칠러를 이용해 공정 효율을 높임
- 식각과정, 증착공정, 연마공정에서 사용
- 칠러의 매출액은 삼성전자와 SK하이닉스의 CAPEX 흐름에 연동되는 특징
3. 투자 포인트
 
1) EUV 펠리클 생산 임박
- EUV 펠리클은 ASML과 라이선스 계약을 맺는 미쓰이화학, TSMC가 개발한 상황
→ 미쓰이화학 제품 투과율 90%, TSMC 투과율 85%
- 동사는 4Q19 EUV 펠리클 연구 시작, 2Q22 EUV 펠리클 파일럿 구축 완료 및 운영 중 
- 동사는 1Q23 EUV 펠리클 준비 양산 공정 확보, 2Q22 EUV 펠리클 양산 공정 준비 중
- 3Q23에는 2세대 EUV 펠리클 소재 및 공정 개발 및 현 세대 펠리클 수율 개선 진행 중
→ EUV 펠리클 생산이 가시화되고 있으며, 2021년 이솔로부터 EUV 펠리클 검사장비 (ETPR)을 구매하여 2022년에 파일럿 라인 구축
→ 400W EUV 펠리클에 대한 공정확보는 완료하고, 올해 하반기에 EUV 펠리클 파일럿 가등 예정
 
 
2) EUV FLOW
- 동사는 EUV 펠리클 외에 3개의 EUV 장비와 광원을 갖춤
➔ 23’ 7월 17일 국내 업체에 EUV 펠리클 탈부착 장비, EUV 펠리클 검사장비 공급
- 동사의 자회사인 이솔은 EUV 광원을 활용해 EUV 마스크와 펠리클을 검사하는 장비를 만드는 기업
➔ 전세계에서 EUV 광원을 만드는 곳은 5곳 (사이머, 우시오, 에너제틱, 기가포톤, 에프에스티)
 
 3) 미세화, 선단공정 그리고 본업도 잘해요 
a) 미세화 공정
- 기존에 파운드리에만 적용되었으나 EUV 공정이 DRAM에 채택되는 레이어 수 증가
➔ 삼성전자, SK 하이닉스는 DRAM 10나노 중반부터 1~5개의 레이어에 EUV를 적용
➔ 2024 삼성전자,SK 하이닉스의 CAPEX는 HBM,DDR5등 고성능 HBM에 초점
➔ 미세화 한계가 있더라도 선단공정에 대한 투자는 필수적
 
b) 삼성전자를 시작으로 EUV 수혜는 계속해서 증가
- 삼성전자가 ASML에서 EUV 노광장비를 추가로 들여올 계획
- 삼성전자에 EUV 펠리클을 검사장비로 납품하는 동사의 수혜는 커질 것
 
c) 중국의 반도체
- 中 반도체 굴기에 따라서 DUV 펠리클이 부족
- 중국 내 펩리스 기업 수는 2년 동안 500개의 기업이 신설
- 팹리스 수 증가 → 신제품 개발 수요 증가→포토마스크 수요 증가 →펠리클 수요 증가
- 23’ 11월 동사는 펠리클 생산능력 확대를 위해 330억원 신규시설투자 발표
d) 칠러 수요 증가
- 고사양 초극저온 칠러의 해외 수출로 칠러의 판가는 증가 추세
- 경쟁사 대비 5-6년 먼저 초저온 칠러에 집중하여 판가 개선
 
 
4. 밸류에이션
 
1) 매출액 추정
a) EUV 펠리클 매출 추정
(1) P추정
일반적으로 EUV 펠리클의 가격은 DUV 펠리클보다 60~100배 비쌈
동사의 22’ DUV 단가는 내수 기준 464,000원
➔ 향후 삼성전자, SK 하이닉스에 공급 예정 고려 시 , 내수기준이 적합
가정을 위해 DUV 평균단가에 60배의 가격을 부여하여 27,840,000원
보수적인 전문가들의 의견에 의해 장 당 가격을 20,000,000~30,000,000원 사이로 예상
▶P=25,000,000
 
(2) Q추정
A. ASML
EUV 펠리클은 EUV 노광장비에 사용되는데, 본 장비는 ASML이 독점
➔ ASML의 제한된 생산량으로 인해 기업들이 수급에 어려움을 겪음
B. TSMC
자체적으로 만든 제품을 계속해서 사용할 것이고, 마이크론의 시장 진입기를 고려 시 수요 발생하기 어려울 것이라 판단
➔ 삼성전자, SK하이닉스, Intel을 판매 가능한 기업으로 판단
➔ Intel은 High NA EUV 장비를 ASML에 선점하게 되었으나, 2025년도 이후 작동
보수적으로 수요가 없을 것이라 가정
 
b) EUV 장비 매출 추정
(1) P추정
ASML의 탈부착 수동화 장비의 가격은 20억 – 100억원 사이로 책정
➔ 동사의 장비는 자동화 장비, EUV 관련 모든 장비를 제공하는 토탈솔루션임 을 감안하여 50억원으로 추정
 
(2) Q추정
2023년 7월 첫 납품에 성공했는데, 삼성전자로 예상됨
➔ 보수적으로 삼성전자 EUV 노광기 대수에 비례해 Q 계산
 
c) 2025년 이후의 수익화 가정
• 전체 노광기에 펠리클을 도입하지 않을 것, 동사의 펠리클 개발 진행 속도
➔ 2025년 이후 수익화가 가능할 것이라 가정 (장비 40%에 펠리클 부착)
➔ 경쟁사 ‘에스엔에스텍‘ 을 고려해 60%가 동사 공급
2) 2026년 펠리클
2026년부터는 펠리클 사용이 비용 절감 측면에서 유리하기에 많은 수요가 생
길 것
➔ 펠리클 부착율 50% 가정
노광기 1 대당 펠리클 개수는 TSMC의 2022년도 사용개수로 가정
• 7nm 공정 : 60개
• 5nm 공정 : 120개
➔ 미세공정에 따라 7nm 공정보다는 5nm,3nm일수록 펠리클이 중요해짐
➔ 3nm은 확정짓기 어려우므로 7nm,5nm 공정을 바탕으로 Q 추정
 
25E: 13.68*0.8*120 (1313) + 13.68*0.2*60 (164) = 1,477
26E: 23.1*0.9*120 (2495) + 23.1*0.1*60 (138) = 2,633 
→ 이후 노광기 개수비율로 추정
25E: 3.6*0.8*120 (346)+3.6*0.2*60 (43) = 389
26E: 6*0.9*120 (648) + 6*0.1*60 (36) = 684 
→이후 노광기 개수비율로 추정
d) DUV 펠리클 매출 추정
(1) P추정(국내)
국내 반도체 펠리클 매출은 가격 변동성이 크지 않으므로 최근 가격 사용
➔ 434,000
 
(2) Q추정(국내)
동사의 소재 사업부로 고객사의 생산량에 따라 Q가 증가 대부분의 납품이 삼성전자 향으로 발생, 삼성전자의 생산량은 삼성전자의 매출액과 연결되므로, 이를 활용해 Q로 추정
• 삼성전자의 장비, 소재의 CAPEX가 전년도와 동일 = 22년도 Q 기준으로 산정
• 2025년도 이후에는 AI Edge Device가 크게 성장할 것이라는 가정
➔ 2G Phone 에서 스마트폰으로 넘어가는 성장률 18%에서 보수적
➔ 10%로 접근
 
(3) P추정(수출)
내수와 동일한 논리로 최근 P 사용
-> 201,000원
 
(4) Q추정(수출)
미국과 중국의 반도체 패권다툼을 바탕으로 중국 내 반도체 기업 육성을 위한 지 원 계획의하면 지원금이 반도체 제조 및 설계에 들어감
➔ 팹리스 기업 증가 예상
➔ 최근 지원 기금 규모가 1.5배로 상승하면서, 과거 팹리스 수 증가율 감안 시 보수적으로 향후 증가율 5% 가정
 
e) FPD 펠리클 매출 측정/ TCU 사업부 매출 추정 
(1) FPD 펠리클 매출 추정
FPD 펠리클의 전방 수요 요소: LG디스플레이, 중국시장
➔ 두 회사 모두 특별한 수요가 발생하지 않는 한, 24년 이후 매출이 Flat할 것이라 가정
➔ 다만 PC시장에 경우 25년 이후 윈도우10의 지원 종료 및 출하량의 3% 정도 상승 예상으로 매출액이 일정부분 증가할 것이라 판단
➔ 매출액 비중인 25%를 곱하여 매출액 상승률에 반영했다. (0.75%)
 
(2) TCU 사업부 매출 추정
TCU 사업부의 매출은 대부분 삼성전자에서 발생
➔ 칠러는 반도체 장비의 특성상 반도체 업체의 Capex와 연동
➔ 실제 삼성전자의 Capex와 동사의 칠러매출액이 그래프상 일치
➔ 삼성전자의 Capex 추이 및 전망
24년의 경우엔 업황개선의 조짐이 보이지만 DRAM과 낸드 및 파운드리 모두에서 유사한 규모의 Capex가
발생할 것으로 예상
➔ 25년부터 파운드리 부문에서 목표로 하는 2nm공정의 성공을 위해 Capex의
증가가 15%정도 필요할 것으로 예상
➔ 25년을 제외하고는 동일한 매출액이 나올 것이라 예상하겠다. 26년부터는 보수적으로 Capex가
증가가 없음을 가정
f) 비용 및 손익계산서 추정
(1) 매출원가
제조업 특성상 기술구조의 변화가 발생하지 않는 한 매출액의 상승에 따라 원가율이 유의미하게 올라가는
구조가 아님
➔ 지난 3개년 평균(64%)으로 매출원가율을 곱하여 추정
 
(2) 판관비
• 매출액 상승에 따라 영향을 받는 급여, 경상연구개발비, 지급수수료, 운반비, 수도열광비, 판매보증비 등은
매출액 성장률을 곱해줌
• 나머지 비용항목들은 Flat함을 가정하여 도출
 
(3) 기타수익
기타수익 중 수수료수입은 매년 매출과 관련하여 증가하므로 매출성장률을 곱함
이외에는 3개년 평균치를 통해 추정
 
g) Historical PER Valuation 
(1) Why?
동사와 PEER 그룹으로 묶일 기업 부재
➔동사의 매출은 펠리클 38%, 칠러 55%
➔경쟁사 에스엔에스텍, GST, 유니셈, 테키스트 모두 상이
 
EUV시장의 등장에 맞춰 향후 점유율이 상승하면 받을 기대감
➔ 과거 2020년 동사가 삼성전자의 파운드리 분야 개발 선언과 함께 협력업체로 인식되었던 PER에 보수적인 조정을 가하여 적용
 
단기적으로 Upside 22% 향후 2nm 공정에 따른 Capex 증가를 고려해 2025년 Upside 56%
이에 목표주가 37,600원을 제시합니다.
 
 
 

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유현승, 변성민, 윤준수, 이정현

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