[김다경의 전자사전] 반도체 최신 공정의 키 'EUV'…파운드리 업계 전략 자산

[이코노믹데일리] ※전자사전은 복잡하고 어렵게만 느껴지는 '전자'분야의 최신 기술과 산업 이슈를 쉽게 풀어드리는 코너입니다. 뉴스에선 자주 등장하지만 정작 이해하기 어려웠던 이야기들을 매주 하나의 핵심 주제로 선정해 딱딱한 전문 용어 대신 알기 쉬운 언어로 정리합니다. <편집자주>

반도체 관련 뉴스를 보다 보면 빠지지 않고 등장하는 단어가 있다. 바로 EUV(극자외선) 노광 장비다. 미국이 중국에 대한 수출을 막고 이재용 삼성전자 회장이 네덜란드까지 날아가 ‘슈퍼 을’로 불리는 ASML 최고경영자를 만나는 이유도 결국 이 장비 때문이다. 

EUV가 무엇이기에 전 세계가 들썩이는 걸까. 반도체 제조의 핵심은 실리콘 웨이퍼 위에 미세한 회로를 새기는 공정이다. 이를 노광(Lithography)이라 부른다. 빛으로 설계도를 인쇄하는 과정이다.

회로가 미세해질수록 한 칩에 더 많은 연산을 담을 수 있고 전력 효율도 높아진다. 기존 노광 장비(DUV)가 비교적 굵은 붓이었다면 EUV는 파장 13.5나노미터(nm)의 빛을 활용해 머리카락 굵기의 수만 분의 1 수준까지 선을 좁히는 초정밀 붓에 가깝다. 7나노 이하 첨단 공정에서는 EUV 없이는 사실상 경쟁이 어렵다는 평가가 나온다.

21일 업계에 따르면 EUV 장비를 만들 수 있는 기업은 전 세계에서 네덜란드 ASML이 유일하다. 장비 한 대 가격은 2000억~4000억원에 이르고 연간 생산량도 수십 대에 불과하다. 이에 업계에서는 ASML을 '수퍼을'이라고도 부른다.

기술 장벽은 상상을 초월한다. EUV 빛은 공기나 유리에 닿기만 해도 사라지기 때문에 장비 내부는 완전한 진공 상태여야 한다. 렌즈 대신 특수 거울로 빛을 반사시키는데 이 거울은 독일 자이스가 제작한다. 여기에 광원 생성도 만만치 않다.

미국이 중국의 반도체 굴기를 견제하며 손댄 것도 EUV였다. ASML과 협력해 중국으로의 EUV 수출을 차단하면서 중국은 첨단 공정으로 넘어갈 길목에서 발이 묶였다. 이에 중국에 반도체 공장이 있는 삼성전자와 SK하이닉스에 영향이 갈 것이란 우려도 있었다.

중국 최대 파운드리 SMIC는 EUV 없이 7나노급 생산을 시도하고 있지만 수율과 생산성에서 한계가 분명하다는 평가다. 최근 중국이 EUV 시제품을 개발했다는 보도가 나왔지만 업계에서는 실제 양산 단계까지는 상당한 시간이 필요할 것으로 보고 있다.

특히 파운드리 업계에서 EUV 장비를 계약하기 위한 경쟁이 치열하다. ASML에서 생산할 수 있는 기기가 제한적이기 때문에 협상이 중요하다는 것이다. 대만의 TSMC는 이미 몇 십대를 보유하고 있다. 최근 인텔도 2027년 1.4나노급 '인텔14A'를 생산하기 위해 장비를 인도했다.

국내 기업인 삼성전자도 이 경쟁에서 자유롭지 않다. 파운드리 사업을 미래 성장 동력으로 키우고 있어 EUV 장비 확보가 절실한 입장이다. 최근 삼성전자는 2나노 양산에 이어 2027년에는 1.4나노 공정을 상용화하겠다는 로드맵을 발표했다. 

반면 SK하이닉스는 메모리 반도체가 주력인만큼 기존 장비로 여러 번 겹쳐 그리는 기술로도 충분히 미세화를 구현할 수 있는 상황이다. 또한 D램이 아직 10나노대를 생산하고 있어서 EUV필수적이진 않고 일부 공장에 사용하는 정도다.

업계 관계자는 "EUV가 노광 공정이라는 중요한 공정에 활용되는 데 첨단 단위로 가려면 이 장비가 꼭 필요하다"며 "특히 파운드리 업계에서 필수적인 장비"라고 설명했다.