삼성, 반도체 패권 좌우할 '2나노' 승기 잡나

초미세공정 필수 '하이 NA EUV'
ASML, 年 10대 안팎 생산
이번 동맹으로 확보 경쟁 우위

삼성전자와 ASML이 2나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1m) 이하 파운드리(반도체 수탁생산) 공정의 ‘게임체인저’로 불리는 ‘하이 NA EUV(극자외선) 노광(빛을 쏴서 웨이퍼에 회로를 그리는 작업) 장비’ 관련 기술 협력을 강화한다. 하이 NA EUV 장비는 노광 능력을 극대화한 ASML의 최신 제품으로 대당 4000억원 넘는 가격에도 불구하고 주문이 밀려 있다. 삼성전자가 ASML과의 협업으로 TSMC, 인텔 등 경쟁사와의 2㎚ 공정 경쟁에서 승기를 잡을 수 있는 발판을 마련했다는 평가가 나온다.

12일 산업계에 따르면 삼성전자와 ASML은 2㎚ 이하 반도체 생산용 파운드리 공정에 대한 협업을 강화한다. 1조원 규모 공동 연구개발(R&D) 자금도 메모리와 함께 최첨단 파운드리에 나눠서 투입할 계획이다. 2㎚는 선폭(회로 폭)을 뜻하는데, 선폭이 좁을수록 초소형·저전력·고성능 칩을 만드는 데 유리하다. 현재 삼성전자, TSMC 등의 최첨단 공정은 3㎚다. 삼성전자, TSMC 등은 2025년부터 2㎚ 칩 양산을 계획하고 있다. 지난해 파운드리 시장에 재진출한 인텔은 ‘2024~2025년 1.8㎚ 칩 생산’을 선언했다.

선폭이 좁은 칩을 양산하려면 빛의 파장이 짧은 노광장비가 필수적이다. 색연필보다 샤프를 쓰면 더 얇은 선을 그릴 수 있는 것과 비슷한 이치다. ASML은 파장이 13.5㎚로 기존 심자외선(DUV) 노광장비(193㎚)보다 짧은 EUV 노광장비를 2017년 개발했다. 삼성전자 등은 2019년 7㎚ 공정에 EUV 장비를 투입했다.

2㎚ 공정 개발이 시작되면서 개선된 EUV 장비에 대한 수요가 커졌다. ASML의 신제품 하이 NA EUV 장비는 렌즈 개구수(빛을 모으는 능력의 단위)를 기존 장비의 0.33에서 0.55로 키운 것이 특징이다. 집광 능력이 높아진 만큼 더 선명하고 얇은 회로를 그릴 수 있게 됐다. ASML은 R&D용 하이 NA EUV 장비를 연내 처음 출하할 계획이다. 대량 생산은 2025년께로 전망된다. 첫 하이 NA EUV 고객은 인텔로, 6대 선주문을 넣은 상태다.

하이 NA EUV의 연간 생산 대수가 10대 안팎일 것으로 예상되기 때문에 파운드리업체 간 장비 확보 경쟁도 점점 치열해질 전망이다. 생산능력을 키워야 고객을 확보할 수 있기 때문이다. 외신은 애플, 엔비디아, 퀄컴 등을 놓고 삼성전자와 TSMC 간 고객사 확보전이 시작됐다고 보도했다. 삼성전자가 ASML과 협업을 강화하는 만큼 장비 확보에도 이점이 있을 것으로 분석된다.

황정수 기자 hjs@hankyung.com

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