삼성전자, 하이NA 장비 반입 공식화 '2나노 박차

삼성전자가 올 하반기 2나노미터(nm) 반도체 양산을 앞두고 있다. 2나노 공정 완성도를 높일 최신 장비까지 들이면서 계획 실현에 속도를 내고 있다. 추후 첨단 D램 개발 및 생산에도 긍정적인 작용을 할 것으로 관측된다.

18일 업계에 따르면 삼성전자는 지난달 차세대 극자외선(EUV) 기술인 '하이뉴메리컬어퍼처(NA)' 설비를 도입하고 안정화 작업을 지속하고 있다.

하이NA는 해상력(빛을 모으는 능력의 단위)을 종전 0.33(기존 EUV)에서 0.55로 높인 것이 특징이다. 집광 능력이 향상돼 더 선명하고 얇게 회로를 그릴 수 있다. 2~3번 만에 생성해야 할 패턴을 단번에 구현할 수 있다는 의미다. 이를 통해 노광 단계에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있다.

고도의 노광 능력을 발휘하는 만큼 대당 가격도 EUV 대비 2배 이상 뛴 5000억원에 달한다. 높은 몸값에도 연간 생산량이 한 자릿수에 불과해 확보전이 치열하다. 삼성전자는 인텔, TSMC에 이어 3번째로 반입한 기업이 됐다.

이달 16일(현지시각) 네덜란드 ASML의 크리스토프 푸케 최고경영자(CEO)는 "1분기 중 5번째 하이NA 장비를 인도했고 이제 고객 3곳이 보유하게 됐다"고 밝혔다. 최근 삼성전자가 추가된 사실을 공식화한 것이다. 앞서 인텔과 TSMC는 2대씩 생산라인에 투입한 바 있다.

삼성전자는 화성캠퍼스와 평택캠퍼스에서 각각 'V1', V2'로 부르는 EUV 라인을 운영 중이다. 삼성전자는 첫 하이NA 장비를 V1에 설치한 것으로 파악된다.

당초 삼성전자는 V1을 3나노, V2를 5나노 공정 위주로 가동했다. 지난해 재편을 통해 V1은 2나노 및 1.4나노, V2는 3나노 및 2나노 중심으로 연구개발(R&D)을 진행하기로 했다. 이번 하이NA 장비 반입도 같은 맥락이다.

하이NA 설비는 2나노 반도체부터 사용될 것으로 보인다. 삼성전자는 해당 기기를 들이기 전부터 벨기에 반도체 연구소 IMEC에서 하이NA 관련 테스트를 이어왔다. 2나노에서 하이NA를 일부 적용하고 2027년 상용화 예고한 1.4나노 반도체에서 활용 범위를 넓힐 것으로 관측된다.

반도체 업계 관계자는 "하이NA는 2나노 이하 반도체에서 필수적으로 쓰일 것"이라며 "삼성전자도 이를 도입하면서 당장은 아니더라도 초미세 공정을 구현하기 위한 중장기 기반을 마련했다"고 분석했다.

앞으로도 하이NA 장비를 선점하기 위해 물밑 경쟁이 심화할 전망이다. 기확보한 3사 외에 SK하이닉스, 마이크론 등도 구매를 원하고 있다. ASML은 생산량을 증대할 방침이지만 수백명의 엔지니어가 투입되는 점, 제작 기간에 반년 이상인 점 등을 고려하면 기하급수적으로 늘어나긴 어려울 것으로 보인다.

삼성전자는 향후 D램 부문에도 하이NA 기술을 활용할 것으로 예상된다. D램은 선폭이 좁아질수록 성능이 높아지는데, 갈수록 미세해지는 회로를 그리는 데 하이NA 장비의 중요성이 커질 예정이어서다. 메모리 업계는 이르면 10나노급 6세대(1c) 또는 7세대(1d) D램부터 하이NA의 힘을 빌릴 방침이다.