이에스티, 삼성·AMAT가 동시에 '찜했다'…'HBM·유리기판 난제 해결' 초격자 기술력 '주목'

세계 최초 '510×515mm 대면적 소결 정전척' 특허…글로벌 칩메이커 퀄 성공률 95.5%

세계 최초 '510×515mm 대면적 소결 정전척' 특허…글로벌 칩메이커 퀄 성공률 95.5%

ⓒ 이에스티

[프라임경제] 디스플레이 및 반도체 공정용 정전척(ESC, Electrostatic Chuck) 전문기업 이에스티(495910)가 코스닥 시장에 입성했다. 

이에스티의 강점은 진공·고온 플라즈마 등 가혹한 공정 환경에서 정전기력을 이용해 웨이퍼와 대형 유리기판 전면을 흔들림 없이 평탄하게 흡착하고 온도를 정밀 제어하는 정전척 기술이다. 

이를 통해 AI 반도체(HBM4)와 차세대 패키징 유리기판(Glass Core) 수율을 좌우하는 유일무이한 게임체인저로 부각받고 있다.

4일 시 분 현재 이에스티는 코스닥 시장에서 공모가 1만2400원 대비 30.40% 오른 1만6170원에 거래되고 있다.

◆ 삼성·AMAT가 핵심 파트너…'세계 최초' 8.6세대 양산 및 모듈 점유율 90% '주목'

이에스티의 가장 강력한 투자 포인트는 글로벌 탑티어 기업들과 구축한 혈맹 수준의 지분 관계와 독점적 공급 지위다. 

삼성디스플레이가 1485억원을 출자한 신기술사업투자조합(SVIC 55호)이 공모 전 기준 11.4%(상장 후 9.6%), 글로벌 1위 반도체·디스플레이 장비 기업인 어플라이드 머티어리얼즈 코리아(AMAT)가 4.6%(상장 후 3.9%)의 지분을 보유한 주요 주주로 참여하고 있다. 

이들은 단순 고객사를 넘어 주주로 결합한 이들과 독점 공급계약 및 공동개발협약(JDA)을 체결해 진입장벽을 구축했다.

디스플레이 분야의 기술 경쟁력은 이미 글로벌 시장에서 인정받고 있다. 

기판이 커질수록 자중에 의한 중앙부 처짐 현상이 극심해지는 8.6세대 IT OLED 공정에서 이에스티는 기존 Rib Plate 방식의 한계를 뛰어넘어 두께 10mm 이하의 경량 고강성 티타늄 박형 바디와 전자빔 용접(E-beam welding) 냉각 유로 설계로 초고평탄도를 구현했다. 

여기에 기공률을 68% 낮춘 자체 고밀도 세라믹 분말(APS 코팅) 레시피로 실링 공정 없이도 척킹력(기판 고정력)을 30% 이상 높이고, 저저항 분말 기술로 필요 전압을 2.6kV에서 2.0~2.2kV로 낮춰 잔류전하에 의한 기판 분리(디척킹) 지연 문제를 완벽히 해결했다.

이를 바탕으로 세계 최초 8.6세대 하프(Half) 초대면적 바이폴라(Bi-polar, 최소 0.6mm 미세 전극 패턴) 정전척 양산에 성공해 누적 120대 이상을 납품했다. 경쟁사의 10대 미만 대비 12배가 넘는 수치다. 

아울러 삼성디스플레이(A사) 8.5세대(LD)·8.6세대(EV) 공정 및 LG디스플레이(L사) 6세대, 중국 BOE·비전옥스(Visionox) 8.7세대 라인 점유율 100%를 선점했다. 

또한 양극·음극 사이 더미 전극 설계로 아킹(전기 방전)에 의한 패널 손상 불량률을 80% 이상 줄인 폴리이미드(PI) 필름 정전척을 앞세워 주요 고객사 중소형 OLED 모듈 합착 공정에서도 90%의 독점적 점유율을 확보, 베트남(EST VINA) 및 중국 동관 현지법인을 통해 연간 약 100억 원 규모의 안정적인 반복 캐시카우를 창출하고 있다.

김영곤 이에스티 대표가 지난달 20일 서울 여의도에서 열린 기업공개(IPO) 기자간담회에서 발표하고 있다. = 박대연 기자

◆ 파괴분석도 불가능한 '10층 세라믹 적층·소결'…글로벌 칩메이커 '정조준'

이에스티는 디스플레이에서 검증된 기술력을 발판 삼아 신코, TOTO 등 일본계 원천 제조사가 과점하던 고부가 반도체 식각(Dry Etch) 정전척 시장의 국산화와 세대교체를 주도하고 있다. 

가혹한 플라즈마에 노출되는 반도체 정전척은 평균 15~19개월마다 교체해야 하는 필수 소모품(신품 개당 0.5억~2억 원)이다. 칩메이커들의 원가 절감 니즈와 맞물려 신품 대비 60~70% 가격에 납기를 12주에서 8주로 단축하고 수명은 동등하게 유지하는 고사양 재생(리사이클) 수요가 폭발하고 있다.

특히 고사양 반도체 정전척은 구워서 완성한 뒤에는 파괴분석을 해도 원료 배합과 소결 수축 제어 조건을 알 수 없어 역설계가 사실상 불가능하다. 

이에스티는 고순도(96~99% 이상) 세라믹 슬러리 배합부터 그린시트(Green Sheet) 성형, 전극 인쇄, 메탈 히터 자체 제작, 다층 세라믹 적층(MLC), 정밀 소결 제어까지 전 공정을 100% 내재화해 90~95% 이상의 압도적인 소성 수율을 달성했다. 

국내 수리 전문기업 중 유일하게 세라믹 내부에 전극과 히터, 헬륨(He) 쿨링 라인을 통합 내장한 4-Layer(Upgrade) 모델을 양산 중이다. 웨이퍼 온도를 144개 구역으로 정밀 제어하는 10-Layer(High-end) 적층 기술까지 국내 유일하게 시제품 단계(설계 기술 80% 이상 확보, Qual 2건 승인)로 끌어올렸다.

현재 SK하이닉스, 마이크론(Micron), 키옥시아(KIOXIA), 소니(SONY), PSMC, UMC 등 국내외 유수 칩메이커를 대상으로 진행한 품질 검증(Qual)에서 22건 중 21건을 통과(9개 고객사, 성공률 95.5%)하며 기술 신뢰성을 입증했고, 현재 24건의 추가 평가를 진행해 2028년 누적 승인 57건을 달성할 전망이다. 

나아가 재생 과정에서 축적한 데이터를 바탕으로 신품(OEM) 공급망 진입도 가속화하고 있다. 

인공지능(AI) 확산에 따른 HBM 적층 고도화로 백 그라인딩 후 30µm 이하까지 얇아진 초박형 D램 웨이퍼의 파손을 방지하는 'HBM4 임시 본딩(WSS·TBDB) 공정용 12인치 고온(200°C 상시 사용·1톤 가압 환경) 정전척'을 국내 장비사(B사)와 공동 개발 완료해 고객 공정 평가를 진행 중이다. 

PSK(150°C 하드마스크 에칭용), ULVAC(12인치 냉각용 에칭 ESC), AP시스템 등과도 신품 개발을 추진하며 OEM 영토를 빠르게 확장하고 있다.

◆ 세계 최초 대면적 소결 기술로 '유리기판·OLEDoS' 선점…퀀텀점프 '임박'

AI 반도체 패키징의 판도를 바꿀 차세대 유리기판(Glass Core)과 AR·VR·XR 기기용 초고해상도 마이크로 디스플레이 올레도스(OLEDoS)는 이에스티의 기업가치 리레이팅을 이끌 핵심 신성장 동력이다. 

기존 반도체 소결 정전척은 최대 크기가 300mm(12인치)에 불과해 대형 사각 패널(PLP) 형태의 유리기판에 쓸 수 없고, 기존 대면적 APS 코팅형은 미세입자(파티클) 발생과 짧은 수명이 한계로 지적됐다. 

이에스티는 대면적 디스플레이 지지 기술과 반도체 소결 기술을 융합해 세계 최초로 510×515mm 이상의 '대면적 소결 정전척(GC Sinter G2.5F)'을 개발하고 국내 특허 2건 등록 및 해외 5건 출원을 마쳤다. 

코팅형 대비 흡착력을 높이고 제품 수명(재생주기)을 2배 이상 늘린 혁신 제품으로, 올해 상반기에만 벌써 13억원(매출 비중 6.3%)의 첫 상용 매출을 기록하며 시장을 선점했다.

현재 애플과 브로드컴 등을 타깃으로 2028년 유리기판 양산을 목표로 하는 국내 S사 공급망 진입을 위해 나노코어, 원익IPS와 긴밀히 협력 중이다. 

주주인 어플라이드 머티어리얼즈와는 SKC 자회사 앱솔릭스의 건식식각 공정용 대면적 소결 정전척을 공동 개발해 올해 12월 양산 신뢰성 평가를 거쳐 2027년 6월 본 양산 수주를 앞두고 있다. 

또한 3000 PPI 이상의 수 마이크로미터(µm)급 화소를 실리콘 웨이퍼 위에 정밀 증착해야 하는 OLEDoS 공정에서도 몰리브덴(Mo) 플레이트 열처리로 고평탄도를 확보한 융합형 소결 정전척을 세계 최초로 개발 납품, 올해 6월 주요 고객사 R&D 평가를 완료하고 4분기 중 미국계 인수 자회사 및 선익시스템 등을 통한 양산 발주를 목전에 두고 있다.

실적 턴어라운드와 성장 가시성도 주목할 부분이다. 지난해 11월 오산 2공장을 준공해 그린시트 캐스팅 및 소성 설비 등 반도체·글라스코어 생산능력을 선제적으로 확충한 이에스티는 지난해 연결 매출총이익률을 33.9%까지 끌어올린 데 이어 올해 상반기 매출액 231억원, 영업이익 4억8000만원을 기록하며 확실한 흑자 전환 궤도에 진입했다. 

특히 올해 연간 예상 매출액 394억원의 82.2%에 달하는 323억6000만원(8월 가결산 277억7000만원과 수주잔고 45억9000만원)을 이미 확보했으며, 반도체 부문은 올해 목표치 96억 원의 94.1%에 해당 하는 약 90억원을 이미 발주서 수령 등으로 달성 완료했다.