이 회사가 실제로 만든 것
1975년, 캘리포니아 산호세의 한 창고에서 두 명의 엔지니어가 반도체 웨이퍼 표면의 먼지 입자를 자동으로 탐지하는 장비를 만들었다. 당시 업계는 수율 문제를 사람의 눈으로 해결하던 시절이었다. 그 회사는 반도체를 단 한 장도 만들지 않으면서, 반도체를 제대로 만드는 일이 가능한지를 판정하는 역할을 맡았다. KLA Corporation(나스닥: KLAC)이 반도체 산업에 가져온 구조적 변화는 바로 이것이다. 칩 제조의 심판자 포지션을 선점한 것이다.
오늘날 KLA는 반도체 공정제어 및 결함 검사 장비 시장에서 전 세계 점유율 50% 이상을 보유하고 있다. TSMC, 삼성, 인텔이 새로운 팹을 지을 때 KLA의 장비 없이는 수율을 보장할 수 없다. 칩을 설계하는 회사, 칩을 만드는 회사, 칩에 들어가는 소재를 파는 회사가 모두 경쟁을 벌이는 가운데, KLA는 그 경쟁의 규칙을 정하는 도구를 파는 위치에 있다.
회사를 정의한 결정들
1997KLA-Tencor 합병: 검사와 계측의 통합
1997년 KLA Instruments와 Tencor Instruments의 합병은 당시 반도체 장비 업계에서 가장 큰 기업 결합이었다. 검사(Inspection)와 계측(Metrology)이라는 두 기능을 단일 포트폴리오 아래 두는 결정에 대해, 월스트리트 일부는 규모의 이점을 회의적으로 바라봤다. 두 기술의 시장이 충분히 분리되어 있어 시너지가 과장되었다는 분석도 나왔다.
그러나 반도체 공정이 90nm 이하로 내려가면서 결함 탐지와 치수 계측이 사실상 동일한 피드백 루프 안에서 작동해야 한다는 점이 분명해졌다. KLA-Tencor는 경쟁사들이 각각의 영역에서 파편화된 솔루션을 파는 동안, 패키지 단위의 공정제어 플랫폼을 팔 수 있는 유일한 업체가 됐다. 이 합병은 시장 지배력의 토대가 된 결정이었다.
2019Orbotech 인수: 패키징과 디스플레이로의 확장
2019년 KLA는 이스라엘의 Orbotech를 약 32억 달러에 인수했다. Orbotech는 PCB 및 평판 디스플레이 검사 장비 분야의 강자였다. 당시 일부 분석가들은 이 인수가 KLA의 핵심 역량인 웨이퍼 검사에서 초점을 분산시킨다고 우려했다. 반도체와 디스플레이는 다른 생태계라는 논리였다.
결과적으로 이 우려는 빗나갔다. 첨단 패키징(Advanced Packaging)이 반도체 성능 경쟁의 새로운 전장으로 부상하면서, Orbotech의 기술 자산은 KLA의 패키징 공정제어 솔루션으로 재편됐다. 엔비디아와 AMD의 칩렛(Chiplet) 전략, TSMC의 CoWoS 패키징이 주류가 된 2023년 이후 이 포트폴리오의 전략적 가치는 인수가의 수배로 불어났다.
2021소프트웨어·AI 서비스 사업의 체계화
2021년 KLA는 장비 판매 중심 모델에서 소프트웨어 구독 및 AI 기반 데이터 분석 서비스로의 전환을 공식화했다. 장비를 팔고 끝나는 방식에서, 장비로부터 수집된 공정 데이터를 분석해 수율을 최적화하는 서비스를 제공하는 방식으로 바꾼 것이다. 당시 투자자들 사이에서는 반도체 장비 회사가 SaaS 사업을 할 수 있겠냐는 회의론도 있었다.
그러나 KLA의 서비스 매출(Service Revenue)은 꾸준히 성장해 현재 전체 매출의 약 20%를 차지한다. 더 중요한 점은 이 서비스 매출이 반도체 사이클 하강기에도 높은 가시성을 유지하는 방어적 매출이라는 사실이다. 장비 구매 주기는 수년 단위지만, 서비스 계약은 지속적으로 이어진다.
41.2%의 이익률이 말해주는 것
KLA의 현재 재무 구조는 반도체 장비 업계에서도 이례적인 수준이다. TTM(최근 12개월) 기준 매출 131억 달러에 영업이익률 41.2%는 동종 업계 평균인 20~25% 대비 약 두 배에 가까운 수치다. 이 격차는 단순히 규모의 경제에서 비롯된 것이 아니다. 공정제어 시장의 독과점적 구조와, 고객이 장비 공급사를 쉽게 교체할 수 없는 전환 비용(Switching Cost)이 결합된 결과다. TSMC의 최신 2나노 공정에서 KLA 장비를 빼고 다른 업체 장비로 교체하는 것은 수개월의 수율 손실을 감수하는 일이다.
"공정제어는 반도체 제조비용의 약 15~18%를 차지하지만, 그 장비를 교체했을 때의 수율 리스크는 전체 팹 투자를 위협할 수 있다." — 반도체 업계 관행에 대한 통념을 KLA의 고객 잠금 효과로 재해석한 구조
주목할 만한 통계가 있다. KLA는 전 세계 반도체 결함 검사 장비 시장에서 경쟁사 Applied Materials(AMAT)와 Lam Research(LRCX)를 합친 점유율보다 높은 수준을 혼자 유지하고 있다. 이 집중도는 독점 규제 우려를 낳기도 하지만, 동시에 고객인 파운드리 업체들이 KLA를 대체하려 하지 않는 이유이기도 하다. 장비 하나의 신뢰성이 수십억 달러짜리 팹 전체의 가동률을 결정하기 때문이다.
대부분의 분석이 놓치는 것
KLA에 대한 주류 분석은 대개 반도체 사이클에 집중한다. 업황이 나쁘면 장비 발주가 줄고, KLA도 타격을 받는다는 논리다. 그런데 이 프레임은 결정적인 부분을 빠뜨린다. 반도체 공정이 정교해질수록, 즉 노드가 미세화될수록 결함 검사의 난이도가 기하급수적으로 높아진다는 사실이다. 3나노 공정은 5나노보다 더 많은 검사 단계를 요구하고, 2나노는 3나노보다 더 많은 장비를 필요로 한다. 사이클이 꺾여도 기술 전환의 흐름은 꺾이지 않는다. KLA의 장비 수요는 '얼마나 많은 칩을 만드느냐'보다 '얼마나 정밀하게 칩을 만드느냐'에 연동되어 있다.
역사적 비교로는 19세기 골드러시 당시 곡괭이와 청바지를 판 상인들이 적절하다. 광부들이 금을 캐지 못해도, 채굴을 시도하는 한 도구는 팔렸다. KLA는 반도체를 만드는 회사들이 서로 경쟁하는 동안, 그 경쟁에 필수적인 정밀도를 파는 위치에 있다. 다만 현재 애널리스트 컨센서스 목표가($190.55)가 현재가($254.54)를 밑도는 상황은 시장이 이 프리미엄을 이미 상당 부분 가격에 반영했다는 신호로도 읽힌다. 탁월한 비즈니스 모델이 반드시 탁월한 투자 수익을 보장하지는 않는다.
앞으로의 길: 위험과 기회
가장 큰 구조적 위험은 지정학적 분절이다. 미국의 반도체 장비 수출 규제(Entity List, 2022년 10월·2023년 10월 강화)로 인해 KLA는 중국 고객에 대한 매출을 이미 상당 부분 제한받고 있다. 중국은 KLA 전체 매출의 약 30%를 차지하던 시장이다. 2024년 이후 이 비율이 구조적으로 줄어드는 추세이며, 중국이 자체 검사 장비 업체(예: 中科飞测)를 육성하는 속도가 빨라지고 있다는 점도 장기적 변수다. 물론 중국 장비 업체들이 KLA 수준의 정밀도를 따라잡기까지는 수년에서 수십 년이 걸릴 것이라는 것이 업계의 대체적인 판단이지만, 중국 시장 자체의 잠재적 손실은 현실적 리스크로 남는다.
가장 저평가된 강점은 '검사 밀도 증가'라는 비선형적 성장 동력이다. 앞서 언급했듯이 공정 미세화에 따라 웨이퍼당 필요한 검사 단계 수가 늘어난다. 여기에 Gate-All-Around(GAA) 트랜지스터 구조, 3D NAND 적층 고도화, 첨단 패키징의 보편화는 모두 새로운 검사 수요를 만들어낸다. 이 수요는 반도체 사이클과 부분적으로 독립적이며, KLA의 R&D 지출(매출 대비 약 14%)이 이 분야에 집중되어 있다는 점에서 기술적 해자는 오히려 넓어지고 있다.
투자자가 주시해야 할 판단 기준은 명확하다. 미국 정부의 대중국 반도체 장비 수출 규제가 추가로 강화되거나, 반대로 일정 범위에서 완화되는 움직임이 포착된다면 KLA의 매출 구성과 실적 전망은 즉각 재조정될 것이다. 또한 TSMC·삼성의 GAA 공정 양산 속도가 당초 계획보다 빠르게 진행된다는 신호가 나온다면, 그것은 KLA의 차세대 검사 장비 수주 증가를 예고하는 선행 지표로 봐야 한다. 이 두 가지 변수가 동시에 유리하게 전개되는 시점이 KLA의 다음 재평가 국면을 결정한다.
참고자료
SEC EDGAR — KLA Corporation 10-K Annual Filing
KLA Corporation Investor Relations — SEC Filings
Semiconductor Industry Association (SIA) — 2023 Annual Factbook