파운드리 빅3, ASML 5200억 신제품 도입 경쟁

TSMC 'NA EUV' 연말 도입
차세대 공정 경쟁 주도권 목적

인텔은 이미 6대 주문
삼성전자도 도입 시기 고심

대만 파운드리(반도체 수탁생산) 업체 TSMC가 ASML의 최신 극자외선(EUV) 노광장비인 ‘하이 뉴메리컬어퍼처(NA) EUV’ 도입 시점을 기존 2025년에서 올해 말로 앞당겼다. 하이 NA EUV는 일반 EUV보다 고성능·초소형 반도체를 만드는 데 유리하기 때문에 차세대 파운드리 공정의 필수 장비로 평가받는다. TSMC의 행보는 2나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m) 이하 차세대 공정 경쟁에서 주도권을 쥐기 위한 것으로 풀이된다. 삼성전자도 장비 도입에 관심을 두고 있는 것으로 알려졌다. 향후 파운드리 업체 간 장비 확보전이 치열해질 것이란 전망이 나온다.

7일 블룸버그통신에 따르면 로저 다센 ASML 최고재무책임자(CFO)는 최근 콘퍼런스콜에서 “TSMC에 올해 말까지 하이 NA EUV를 공급할 것”이라고 발표했다. TSMC는 내년 완공 예정인 대만 가오슝공장에서 하이 NA EUV를 활용해 2㎚ 반도체를 생산할 것이란 관측이 나온다.

EUV 노광장비는 빛을 활용해 반도체 원판인 웨이퍼에 회로를 그릴 때 쓰인다. 칩에 미세한 회로를 효율적으로 그리려면 빛의 파장이 짧아야 한다. EUV 장비의 파장은 13.5㎚로 직전 세대 장비인 심자외선(DUV) 장비의 193㎚보다 짧다. 이를 통해 회로를 그리는 선의 폭인 임계선폭(CD)을 기존 30㎚에서 13㎚로 좁혔다.

하이 NA EUV는 CD를 8㎚로 더 줄였다. 그만큼 회로를 더 얇게 그릴 수 있어 칩에 들어가는 트랜지스터 크기를 60%가량 감소시킨다. 하이 NA EUV를 쓰면 반도체에 더 많은 트랜지스터를 넣을 수 있다. 고성능 인공지능(AI) 칩을 개발하는 데 유리하다. 하이 NA EUV 장비가 2㎚ 등 차세대 파운드리 공정의 필수 장비로 불리는 이유다. 장비 한 대 가격은 기존 장비의 1.5배 수준인 3억5000만유로(약 5200억원)인 것으로 알려졌다. 네덜란드 장비업체 ASML이 독점 생산하는데, 연 생산 가능 물량은 다섯 대 수준이다.

파운드리 후발 주자 인텔이 새 장비 도입에 가장 적극적이다. 총 여섯 대를 주문했고 이 중 한 대를 지난 4월 연구개발(R&D)용으로 공급받았다. TSMC는 높은 가격 때문에 당초 하이 NA EUV 장비 도입에 소극적이었다. 장샤오창 TSMC 공정개발 부사장은 지난달 “1.6㎚ 공정을 위해 하이 NA EUV 장비를 도입할 필요가 없다”고 말했다. 하지만 기술 경쟁에서 우위를 유지하기 위해 투자를 앞당긴 것으로 분석된다.

삼성전자의 행보에도 관심이 커지고 있다. 이재용 삼성전자 회장은 지난해 12월 ASML 네덜란드 본사를 방문해 하이 NA EUV를 살펴봤다. 4월엔 EUV 장비의 핵심 부품을 제조하는 독일 자이스를 찾아 기술 협력 방안을 논의했다. 삼성전자는 다섯 대 정도를 우선 주문한 것으로 알려졌다. 본격적인 도입 시기는 기술 성숙도를 따져 결정할 계획인 것으로 전해졌다.

황정수 기자 hjs@hankyung.com