도시바(Toshiba)와 포토마스크 패터닝 장비사 NuFlare Technology 이야기 & 이빔라이터시장.

이글은 도시바가 가지고 있는 유일한 반도체장비회사에 대한 글이다. 

 

도시바(도시바(株式会社東芝, Toshiba Corporation))는 일본에서는 종합전기회사(한국으로 치면 도시바그룹)이라 불리운다. 

도시바노트북등으로 우리에게 알려진 1939년 설립된 대표적 일본기업이다. 1939년 시바우라 제작소와 도쿄전기가 합병하여 만든 회사로 합병 당시에는 '도쿄시바우라전기주식회사'를 상호로 하였으며, 도시바(東京芝浦)는 도쿄시바우라를 줄인 상표로 1950년에 도입되었다가 1979년 영문상호가, 1984년 일본어 상호가 도시바로 바뀌었다.

 

사업영역이 반도체 및 전자부품,철도차량,방위산업,하드디스크,SSD,풍력발전,수력발전,원자력,연료전지등을 하고 있는데,도시바는 2016년 부정회계 문제와 미국 원자력발전 자회사의 대규모 손실로 재무위기에 빠졌다. 2017년에는 2년 연속 채무초과 상태가 이어져 상장폐지 위기에 놓이자 6000억엔 규모의 증자를 실시했고, 이 때 증자에 참여해 도시바의 주요주주가 된 싱가포르 투자펀드 에피시모캐피털패니지먼트 등 행동주의 펀드들은 임원 선임, 자회사 거래, 배당 정책 등을 놓고 사사건건 도시바 경영진과 대립해 왔다. 

이후 재무위기를 맞은 이후 도시바는 도시바메모리(현 기옥시아)를 미국 사모펀드(PEF) 운용사인 베인캐피털-SK하이닉스 연합군에 매각하고 해외원전과 건설 사업부 등 채산성이 떨어지는 사업부를 발빠르게 정리했다.

 

그당시 도시바의 자회사(Subsidary)중 굉장히 기술력이 앞선 반도체장비제조회사인 NeFlare(뉴플레아)가 있었다. 

 

NeFlare(뉴플레이어)라는 회사와 도시바의 관계는 반도체제조업계...특히 반도체의 최초공정에 포함되는 포토마스크(Photomask)제조공정의 장비에 절대적인 강자로  Mask manufaturing에 종사하는 사람들사이에서는 기술독보적인 장비회사다. 

 

즉 반도체제조의 최고선행공정쪽인 포토마스크의 이빔패터닝(e-beam pattering 또는 e-beam writer)을 하는 핵심필수공정의 장비라고 생각하면 된다. 

 

뉴플레아의 이빔마스크라이터 및 기타제품군

 

특히 Hightech node 반도체제조 기업 또는 Mask를 제작하는 회사의 필수장비다.

전세계의 고객사는..아래와 같은 기업들이다.

-인텔

-도시바

-삼성전자

-SKhynix

-마이크론

-Photronics

-DNS(다이니폰스크린)

-HOYA

-토판포토마스크

-TSMC,IBM,글로벌파운드리 등등

 

방만한 경영으로 벼랑끝에 몰린 도시바에서 유일한 반도체장비회사인 NF를 매각을 할까 고민을 했고,..호시탐탐 이 회사를 노리던 HOYA(세계1위 BlankMask회사/이전글 참조)에서 시너지를 가지기 위해 몇년동안 NF의 인수를 제안했다.. 

 

그런데 도시바에서는 이 알짜 반도체장비회사를 팔까 말까 간만 보다가...

HOYA의 애간장만 타게 하고 다시 철회를 하고 주식을 상패시키고 그들의 자회사인 도시바 디바이스&스토리지(TDSC)에 편입을 시켜버렸다..

 

일본의 여러기사를 보면 이렇다 "도시바의 자회사인 뉴 플레어 기술이 팔리는 것에 도시바가 단호하게 반대한 자세는 전혀 이해할 수 없다. 도시바에게 시너지 효과가없는 부문이기 때문이다. 첨단 반도체 제조에 필요한 전자빔 노광 장치를 설계 · 제조하고있는 뉴 플레어는 자사내에서 전혀 쓸모가 없다. 도시바가 고객이 아닌 Maskshop을 보유한 고객이나 Mask제조사들에 판매하는 전자빔 노광 장치를 만들고있다.

여기에 유리생산을 하는 HOYA 뉴플레어에 인수를 제안했다. 그냥 갑자기 인수제안 된 것은 아니다. HOYA는 2017년부터 뉴 플레어와의 제휴 이야기를 도시바에 들여오고 있었지만, 긍정도 부정도하지 미적지근한 태도가 계속되고 있었다. 그런데 2019 년 11 월에 갑자기 도시바가 뉴플레어의 주식을 TOB (공개 주식 매입)으로 사는 것을 발표했다.

HOYA는 반도체 생산에 필요한 유리 마스크 (회로 패턴을 형성 한 유리 기판)와 마스크 블랭크 (유리 일면을 금속 등으로 마스크 기판)을 제조하고 있지만, 마스크 블랭크에서 전자빔 노광 장치에서 회로 패턴을 그린다. HOYA는 지금 외부에서 전자빔 노광 장치를 구입하고 있지만 자사의 장비를 가지고 있으면, 고객의 요청에 장비를 개량하고 발전 시키거나 할 수 있다. 반도체의 미세화 기술은 최첨단 7nm 공정에서 X 선처럼 파장이 짧은 EUV 리소그래피 기술을 사용하게되었지만, 그 마스크를 전자빔 노광 장치를 제조한다. 최첨단 고객에 대응할 수 있고, HOYA의 사업은 반도체 관련 분야에서 벌어지는 것이었다. 도시바에게는 거의 시너지 효과가없는데도 불구하고 뉴 플레어를 소중하게 갖는 의미는 어디에있는 것지 이해가 되지 않는다." 

 

도시바의 이런 집착의 고집으로 NF는 아래 2020 End Year Roport에 나와있듯이 주식전량을 자회사 TDSC가 가져가면서 2020년3월 JASDAQ에서 상폐가 되었다.

 

그리고 2021년 4월 시점에서는 자회사인(도시바전자 디바이스 & 스토리지)TOSHIBA ELECTRONIC DEVICES & STORAGE CORPORATION)안의 반도체장비사업부로 들어가버렸다.

 

 

www.nuflare.co.jp

株式会社ニューフレアテクノロジー

도시바가 시너지가 없는 이회사를 HOYA에도 팔지않고 자회사에 상장폐지를 시킨이유가 뭘까?

당연히 Mask제조업계의 독보적인 e-beam 패터닝기술과 브랜드네임을 가진 가치가 남주기 아깝기 때문이겠지요.

 

NF는 2020년3월30일에 상장폐지가 되었기때문에 2020년이전까지만의 공개된 IR자료등이 남아있어 매출등의 자료를 찾아보았다

 

매출액은 상폐직전까지의 공개된 아래 정보를 참고할수 있다.

2020년 결산 402억엔(한화4200억원)

영업이익이 62억엔(630억원). 영업이익율(GM)의 경우 미국장비회사평균수준보다는 낮다.

 

직원수는 상장폐지직전까지 626명에서 도시바자회사로 편입된 이후에는 543명까지 줄어들었다

->도시바가 어려워지면서 뉴플레아를 소유하고 있는 TDSC가 2021년 전체 희망퇴직을 했고,

도시바 그룹이 흔들리니 자회사 TDSC도 구조조정을 한것으로 보이며 그안에 NF도 영향을 미쳤다

 

2018년 직원수와 상장폐지후 도시바에 편입이후의 직원수변화

 

 

 

NF의 2012년부터의 매출~350억엔에서 550억엔사이

2015년부터 상장폐지전까지의 재무재표

상장폐지후 이회사의 공개된 정보는 거의 없다. 이전에 남아있는 자료를 찾아 회사에 대해 더 자세히 알아보았다.

회사의 서비스센터는 고객위치중심으로 독일,한국,중국,대만,미국(서부,동부)로 있고 현지법인은 한국과 미국이 있다.

대표제품인 이빔라이터의 매출은 전체매출의 어느정도일까? 2018년까지의 자료다.

전체매출의 90%정도가 이빔라이터가 차지하고 있고...

기타제품을 빼고 평균 400억엔(~4000억원)이 한해 매출이었던것 같고,

수주잔고(Baglog)를 300억엔정도 유지를 하고 있었다..

수주잔고를 공개한 이유는 장비납기가 1년이상의 장납기 장비이기 때문이고..

이 자료로 추정하는것은 장비가격이 상당히 고가장비임을 알수있다. 아래 오른쪽 도표의 수주잔고는 매해 250~300억엔을 유지하는데 수주잔고가 2500억원~3000억원의 주문을 미리 받아놓고 있다는것이다.

장비가는 평균 5~7대를 가정하면 대당 800억~1000억원수준이 아닐까..?

 

 

지역별 판매실적이다.

2018년당시의 반도체의 투자중 아시아매출이 압도적이다. (한국과 대만의 고객의 발주였다) 

그덕분에 매출의 최고를 달성했다.(아래 오른쪽 도표는 지역별 매출현황 주황색:아시아)

 

IR자료의 중장기자료중에 향후 회사의 방향에 대한 이야기 및 장비의 수요예측이 나온다.

 

- 싱글빔의 수요는 연간 평균 10대수준

- 16~7nm급의 수요는 증가예상 - 16~7nm급은 반도체에서는 4nm~1.7nm급에 해당

- 5nm~3nm급 대응을 위한 위한 멀티빔장비 대응및 개발준비

 

 

 

중장기 Roadmap으로 보면 멀티빔장비(MBM1000)의 출하 및 향후 계획이 나와있다 

Roadmap

2019년 당시의 멀티빔개발의 Comment 

"MBM-1000 の開発状況でございます。こちらも配布資料に は入っておりませんので、映写のみとさせていただいております。こちらを見ていただいて分かり ますように、位置精度、寸法精度につきましては現状でその仕様値を満たすことができました。 しかしながら、スループットにおいて仕様 12 時間に対して 16 時間という形で達成することがで きないでおります。スループットの改善施策といたしまして、主要パーツの一つを再設計すること が必要なことが分かりまして、現在、設計変更したパーツを作成中で、9 月までに新しいパーツの 性能を検証し、年内にシステムを完成させる予定となっております。"

멀티빔 그리기 장치, MBM-1000 개발 상황입니다. 위치 정밀도, 치수 정밀도에 대해서는 현재 그 사양값을 충족시킬 수 있었습니다. 그러나 쓰루풋(생산성)에서 사양 12시간에 대해 16시간이라는 형태로 달성하는 것은 대책으로서 주요 부품 중 하나를 재설계하는 것등이 필요한 것을 알 수 있으며, 현재 설계 변경한 부품을 작성중이며, 9월까지 새로운 부품의
성능을 검증하여 연내에 시스템을 완성할 예정입니다." ->2018년 당시상황

멀티빔의 대표모델 MBM-1000이라고 불리는 50-KeV 시스템은 약 250,000 개의 빔으로 구성되었고. 5nm 용으로 설계된 장비는 시장의 새로운 주도권을 가지고 다시 경쟁을 하게 되었다

 

멀티빔장비의 경쟁

2013년부터 오스트리아 IMS nanofabrication는 JEOL과 협력하여 도구를 공동개발했습니다. IMS는 다중빔 기술을 제공하고 JEOL은 시스템을 만들고 BACUS에 공개를 한다. 아래 자료는 www.ims.co.at/en/invited-paper-mbmw-101-worlds-1st-high-throughput-multi-beam-mask-writer/에서 볼수 있다

싱글빔으로 시장을 주도했던 뉴플레아의 획기적인 대항마 경쟁사가 등장하면서 다시 이시장은 전자현미경 제조업체인 JEOL(IMS연합)과 EUV공정으로 변화하면서 마스크이빔시장의 새로운 선두다툼을 벌이는 상황이 되었다.

 

이 경쟁사의 등장은 시작부터 보면(아래 기사에 자세히 나와있다) 이해관계의 측면이 있다.

이빔의 생산성이 느리고, 뉴플레이아의 독점구조시장에서

Intel과 Photronics는 2011 년 IMS에 투자를 처음 시작했고. 또한 Intel, DNP, Photronics 및 TSMC는 시장에서 IMS의 멀티빔장비 개발을 위해 협력을 시작을 했다. 

이소식은 뉴플레이아의 멀티빔개발의 촉진이 되었고, IMS의 기술또한 그당시 문제가 많았다.

이때 인텔이 IMS의 지원을 하게 되면서 IMS와 밀접한 관계를 유지하게 된다.

그러나 인텔의 일부로서 IMS는 GlobalFoundries, Samsung, SK Hynix, SMIC, Toshiba 및 TSMC와 같은 마스크shop을 보유한 인텔 경쟁사에 도구를 판매하는 데 어려움을 겪을수 있기 때문에 이러한 IMS와 인텔의 연합은 NuFlare의 기회가 될수 있게 되었다.

 

현재 시장은 두 개의 강력한 멀티 빔 공급업체(NF와 JEOL(IMS)를 두고 경쟁을 하고 있는 상황이다.(Semiengineering의 기사를 참고)

 

semiengineering.com/mask-lithography-issues-for-mature-nodes/

 

Mask/Lithography Issues For Mature Nodes

 

 

semiengineering.com/multi-beam-mask-writing-finally-comes-of-age/

Multi-Beam Mask Writing Finally Comes Of Age

 

 

NF에 도전장을 내밀며 멀티빔라이터시장에 뛰어든 JEOL(제이올)

위에서 언급했듯이 IMS는 멀티빔기술을 제공하고 장비의 최종은 JEOL이 만들어 시장에 멀티빔을 출시했다.

 

JEOL사의 IMS와의 합작제품 JBX-8100FS모델

 

2017년 세계최고속도의 장비 JBX-8100FS 출시기사.

JBX-8100FS모델의 초기Demo기가 도입된 Nanohub에 Install되어 있는데 이빔패터닝의 기술적인 소개를 듣고 싶다면 Link를 통해서 Presentation을 들을수 있다. nanohub.org/resources/29167/watch?resid=29168