16일 대만 매체 디지타임즈는 마이크론이 올 하반기 대만 중부의 팹 A3에 EUV 장비를 설치하고, 2024년엔 이곳에서 1감마 EUV 장비를 활용한 D램을 양산할 것이라고 보도했다. 1감마 D램은 10나노미터(1nm는 10억 분의 1m)급 6세대(1c)로 삼성전자가 EUV 장비를 활용해 양산 중인 1a D램(10나노급 4세대) 보다 높은 공정이 적용된다.
마이크론은 1a D램을 세계 최초로 양산했지만 EUV 장비를 적용하지는 않았다. 삼성전자·SK하이닉스와 달리 1c 이전까지는 기존 불화아르곤(ArF) 장비로 대응이 가능하다는 전략적 판단인 것이다.
이재용 삼성전자 부회장이 14일(현지시간) 네덜란드 에인트호번에 위치한 ASML 본사에서 피터 베닝크 ASML 최고경영자, 마틴 반 덴 브링크 ASML 최고기술책임자 등과 함께 반도체 장비를 점검하고 있다. (사진=삼성전자)
그동안 노광장비는 중앙처리장치(CPU), 스마트폰에서 두뇌역할을 하는 어플리케이션 프로세서(AP), 이미지센서와 같은 IT용 디바이스에 탑재되는 반도체를 만들기 위해 주로 사용되어 왔다. 미세화 공정이 필요한 칩들이기 때문이다.
하지만 최근 D램도 점차 고성능과 효율성 확보 차원에서 미세공정이 적용되면서 EUV 장비 확보가 불가피해진 상황이다. 업계 최초로는 삼성전자가 지난 2019년 3세대 10나노급 D램(1z) 양산부터 EUV 장비를 적용했다.
SK하이닉스도 노광장비를 활용해 지난해 초 1a 기반의 8Gb(기가비트) LPDDR4 모바일 D램을 양산하기 시작했다. SK하이닉스는 이천 M16에 EUV 장비 2대를 보유하고 있는 것으로 알려졌다.
특히 EUV 장비를 활용하면 4~5단계의 공정을 줄일 수 있어 생산 비용을 크게 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 회로를 새기는 작업을 반복하는 멀티 패터닝 공정을 줄이면서 동시에 패터닝 정확도를 높여 성능과 수율을 향상시킬 수 있다. 제품 개발 기간도 단축할 수 있다.
삼성전자가 극자외선(EUV)를 적용한 14나노 DDR5 D램. (사진=삼성전자)
때문에 삼성전자와 SK하이닉스는 10나노미터 초반대의 회로를 그리기 위해서는 EUV 장비가 필수라고 판단해 선제적으로 장비 확보에 나섰고, 새 장비를 들이는 만큼 여러 시행착오를 거쳐 EUV 장비를 활용한 D램 양산에 성공했다.
유럽 출장 중인 이재용 삼성전자 부회장이 네덜란드 총리 만나 EUV 장비가 안정적으로 공급될 수 있도록 요청한 것도 이 때문이다. EUV 장비를 세계에서 유일하게 만드는 업체 ASML의 본사는 네덜란드에 위치해 있다.
이 부회장은 총리 만남에 이어 같은 날 네덜란드 에이트호번에 위치한 ASML 본사에서 ASML 경영진과 만나 차세대 반도체 생산을 위한 미세공정 구현에 필수적인 EUV 노광장비의 원활한 수급 방안 등에 대해서도 논의했다.
더욱이 삼성전자의 경우 올 하반기 평택(P) 3공장 가동에 이어 P4~6 공장이 지어질 예정이어서 EUV 장비도 안정적으로 확보해야 하는 상황이다. 지난해 ASML은 48대의 EUV 장비를 생산했는데 이중 대만 TSMC가 20대 삼성전자가 15대를 확보한 것으로 알려졌다.
업계 관계자는 “과거와 달리 지금은 D램도 1나노미터를 줄이는 데 몇 년이 걸리는 기술적 한계에 봉착하고 있다”며 “EUV 장비도 이런 일환으로 도입되고 있고, 여러 EUV 장비를 확보하는 만큼 가격경쟁력을 가져갈 수 있다”고 말했다.
시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올해 1분기 글로벌 D램 시장은 삼성전자가 점유율 43.5%로 1위를 차지했다. SK하이닉스(27.3%, 2위), 마이크론(23.8%, 3위)이 뒤를 이었다.
오세은 기자 ose@etomato.com