칩 제조사들은 생산능력을 계속 확대하고 있지만 여전히 공급이 부족하며, 노광 장비에 대한 수요가 매우 강해 새로운 투자가 웨이퍼 제조부터 첨단 패키징에 이르기까지 더 많은 공정 단계를 아우르고 있다.

이 기사는 Semiconductor Industry Vertical이 작성했으며, TMTPost가 허가를 받아 재게재한 것입니다.

10월 21일, Canon은 생산 확대 계획을 공개했으며, 내년 반도체 리소그래피 장비 생산량이 올해의 거의 두 배 수준에 이를 수 있다고 밝혔습니다. 하루 전 Nikon은 첨단 패키징 시장에서의 입지를 넓히기 위해 더 높은 정밀도의 디지털 리소그래피 장비 개발을 시작한다고 발표했습니다.

일주일 전, 글로벌 리소그래피 장비 선두업체인 ASML은 3분기 실적 보고서에서 2027년과 2028년에 대한 고객 장비 수요가 이미 기존 증설 계획을 넘어서고 있으며, 고객들이 2029년과 2030년 납품에 관해 문의하기 시작했다고 밝혔습니다. 회사는 내년에 저NA EUV와 액침 DUV의 생산 능력을 각각 30%씩 늘릴 계획이며, 그다음 해의 증가폭이 30%를 넘을 수 있는지도 검토하고 있습니다. 동시에 주요 고객사와의 가격 협상이 마무리되었고, 일부 핵심 제품은 가격이 인상될 예정입니다.

공급망 상류에서는 Trumpf가 새 회계연도에 EUV 사업의 수주와 매출이 모두 두 자릿수 성장을 기록할 것으로 예상했습니다. 한편 JSR은 9월 말 금속 산화물 포토레지스트(MOR)의 최종 생산 단계를 담당할 한국 공장을 완공했습니다.

생산 확대와 가격 인상이 동시에 찾아오고 있습니다. 리소그래피 산업의 이번 새로운 투자 물결은 어디로 확산될까요?

**확장은 EUV를 넘어서**

Canon은 작년에 완공된 Utsunomiya 공장 등의 시설을 활용해 내년 생산 증대를 실행할 예정입니다. 10월 21일 인터뷰에서 산업장비 사업을 총괄하는 Takeishi Hiroaki는 대만, 한국, 중국 본토 및 세계 여러 지역의 반도체 제조사들이 투자를 확대하고 있으며, 관련 수요가 2028년까지 이어질 수 있다고 말했습니다. Canon의 i-line 리소그래피 장비 일부는 메모리 및 전력 반도체의 제조 공정에 사용되며, 이들 시장의 확대 역시 장비 수요를 늘리고 있습니다.

첨단 후공정 리소그래피 분야에서 Canon의 장비 문의는 2025년 중반 이후 급증했습니다. 회사는 최근 이 유형 장비의 생산 능력을 2026년 대비 2029년까지 50% 늘리고, 대면적 기판용 제품 개발을 계속하겠다고 공개했습니다. 패키지 면적이 커지면서 칩 사이를 잇는 배선도 더 넓은 면적에 걸쳐 형성해야 합니다. 따라서 Canon은 고객의 후속 증설 요구를 충족하기 위해 공급 능력을 높이는 동시에, 장비가 더 큰 기판을 처리할 수 있도록 해야 합니다.

웨이퍼 제조 측면에서는 Micron이 10월 21일 차세대 DRAM 공정 로드맵을 발표했습니다. EUV를 도입한 1γ 공정은 양산에 들어갔고, 차세대 1δ 공정은 2027년 하반기에 본격 램프업될 예정입니다. ASML은 올해 메모리 고객향 장비 매출이 약 75%, 로직 고객향은 약 10% 성장할 것으로 예상합니다. 회사는 메모리 사업 성장의 원인으로 고객의 생산 능력 확대와 첨단 DRAM 공정에서의 EUV 사용 증가 두 가지를 구체적으로 꼽았습니다.

ASML은 올해 약 65대의 저NA EUV 시스템을 출하할 것으로 예상합니다. 감소할 것으로 계획되었던 액침 DUV 출하량은 작년과 비슷한 수준의 납품 목표치로 조정되었습니다. 공급을 계속 늘리려면 회사는 기존 시설의 공간을 조정하고 조립 및 테스트 시간을 단축해야 합니다. 아인트호번에 건설 중인 새 캠퍼스의 1단계는 2029년에 가동될 예정이므로, 단기적인 생산 능력 증대는 여전히 기존 시설에 주로 의존하게 됩니다.

수주와 관련해 ASML은 이미 2028년분 주문을 받았지만, 고객들의 구매 의향에도 불구하고 2029년과 2030년분에 대해서는 아직 정식 주문을 받지 않았습니다. 회사는 먼저 각 고객의 수요를 취합한 뒤, 그 시점에 제공할 수 있는 생산 능력과 맞춰 보아야 합니다. 이는 일부 고객에게 공급을 너무 일찍 확정함으로써 다른 장기 고객을 희생시키는 것을 피하기 위함입니다.

3분기에 ASML의 설치 기반(installed base) 사업은 서비스와 현장 옵션을 포함해 약 33억 유로의 매출을 올렸으며, 이는 가이던스를 약 4억 유로 상회한 수치로 초과분은 주로 업그레이드 수요에서 나왔습니다. 설치된 장비를 업그레이드해 처리량을 높이면, 고객은 같은 양의 클린룸 공간을 먼저 추가하지 않고도 웨이퍼 생산 능력을 더 얻을 수 있습니다.

ASML은 2027년 초 NXE:3800F를 소량 도입해, 이전 세대의 시간당 230장에서 260장으로 처리량을 높일 계획입니다. 핵심 레이어용 차세대 액침 DUV 장비는 이 수치를 시간당 330장까지 끌어올릴 것입니다. 고객에게 장비를 더 많이 구매하는 것과 각 장비가 더 많은 웨이퍼를 처리하게 하는 것은 증설을 위한 병행 경로가 되고 있습니다.

이러한 신규 시스템과 업그레이드 제품은 ASML의 새로운 가격 정책의 일부이기도 합니다. 회사는 주요 고객과의 협상을 마쳤다고 밝혔습니다. 가격 인상은 주로 고성능 양산 제품을 대상으로 하며, 업그레이드 제품의 가격도 이에 맞춰 조정된다고 설명했습니다. 영향은 2027년에 부분적으로, 2028년에 전면적으로 반영될 것입니다. ASML은 일률적인 인상률을 공개하지 않았습니다. 고객은 장비 단가가 여러 요인 중 하나일 뿐이라는 점을 감안해, 납품 일정, 업그레이드 투자비, 추가 웨이퍼 생산량을 함께 비교해야 합니다.

**Nikon과 Canon, 새로운 성장 동력을 모색하다**

10월 13일 Nikon은 DSP-110 디지털 리소그래피 시스템을 공개했으며, 판매는 2027년 4월에 시작될 예정입니다. 지난 7월 회사는 반도체 노광 기술과 평판 디스플레이 제조에 쓰이는 다중 렌즈 기술을 결합한 DSP-100의 주문 접수를 시작하며 후공정 리소그래피 장비 시장에 진입했습니다.

이 장비군은 대형 인터포저와 다층 패키징 기판을 겨냥합니다. 하나의 패키지에 여러 칩을 배치하면 칩 사이에 더 조밀한 연결 배선이 필요해지고, 패키지 면적도 커집니다. 따라서 노광 장비는 배선 정밀도와 대면적 처리를 함께 균형 있게 달성해야 합니다. Nikon은 기존의 정밀 및 대면적 노광 역량을 이 시장에 적용함으로써, 전공정 나노급 트랜지스터 제조 공정에서 EUV와 직접 경쟁하지 않고도 패키징 제조사들의 투자를 유치하려 하고 있습니다.

DSP-110은 마스크리스 디지털 리소그래피 방식을 사용하여, 회로 패턴마다 물리적 포토마스크를 만들 필요를 없앱니다. 큰 정사각형 기판을 처리할 수 있으며 300mm 웨이퍼도 지원합니다. 패키징 제조사가 회로 설계를 조정할 때, 새 마스크를 만드는 데 필요한 일부 준비 단계를 건너뛸 수 있습니다. 다양한 기판 규격을 지원하는 점은 고객이 이후 패키징 생산 계획을 조정할 때 더 큰 유연성을 제공합니다.

신규 시스템의 라인앤스페이스 해상도는 1.5μm입니다. 510mm × 515mm 기판에서 시간당 72패널을 처리할 수 있으며, 이는 전작보다 약 40% 많은 수치입니다. 특히 전작의 해상도는 1.0μm였습니다. Nikon은 생산 속도를 우선하고 허용 초점 오프셋 범위를 넓히기 위해 광학계를 재설계하여, 기판 표면 상태의 변화에 더 잘 대응할 수 있도록 했습니다.

현재 제품의 배선 요구 사항을 충족할 수 있다면, 시간당 처리량이 높아지는 것은 공정 비용을 낮추는 데 도움이 됩니다. 향후 더 미세한 회로가 필요할 경우, DSP-110은 다른 광학계로 전환하여 1.0μm로 업그레이드할 수 있습니다.

10월 20일 Nikon은 일본 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)의 프로젝트 지원을 받아 0.5μm 디지털 리소그래피 시스템의 개발을 시작했다고 추가로 발표했습니다. 이 신규 프로젝트는 첨단 패키징의 대면적 고정밀 노광 수요를 겨냥하며, 회로 층 사이의 정렬 오차를 기존 제품의 절반 수준인 ±0.15μm 이내로 유지하는 것을 목표로 합니다. Nikon은 아직 이 프로젝트의 시장 출시 일정을 제시하지 않았습니다. 회사는 기존 장비의 속도를 높이는 한편, 앞으로 도래할 더 조밀한 패키징 배선에 대응하는 제품도 함께 개발하고 있습니다.

Canon은 기존 리소그래피 장비의 공급을 늘리는 데 그치지 않고, 웨이퍼 제조를 위한 나노임프린트 리소그래피도 추진하고 있습니다. 10월 1일 회사는 2023년 나노임프린트 장비 출시 이후 이를 사용하는 고객들이 생산 라인을 최적화하기 위해 최종 조정을 진행하고 있다고 밝혔습니다. 인터뷰에서 엔지니어들은 장비가 고객 현장에 도입된 후 발생한 구체적인 문제들을 설명했습니다.

나노임프린트 리소그래피는 회로 패턴을 담은 템플릿을 웨이퍼 표면의 수지에 직접 눌러 원하는 패턴을 전사하는 방식입니다. 복잡한 투영 노광이 필요 없다는 장점이 있지만, 접촉 공정으로 인해 파티클 오염이나 템플릿 손상 같은 문제가 발생합니다. 칩은 층을 쌓아 만들어지며, 각 층의 패턴은 정밀하게 정렬되어야 합니다. 미세 회로를 한 번에 찍어내는 것만으로는 양산을 달성하기에 충분하지 않습니다.

Canon 엔지니어들은 원형 웨이퍼의 가장자리를 처리할 때 정사각형 템플릿을 사용하면 접촉이 불안정할 수 있다고 지적했습니다. 연구팀은 임프린트 공정뿐 아니라 식각 등 후속 공정이 패턴에 미치는 영향까지 고려해 조정해야 했습니다. 시스템 제어를 담당한 한 엔지니어는 양산에 필요한 패턴 전사 정확도를 달성하기 위해 한 달 이상의 데이터를 분석하고, 미세한 오류의 근본 원인을 찾아 하드웨어 개선으로 해결했다고 말했습니다.

Canon은 또한 그룹 내 기업들과 협력하여 템플릿 세정 시스템 같은 보조 장비를 개선하고, 템플릿 수명을 늘리며, 유지보수 비용을 고객의 원가 계산에 반영할 필요가 있습니다. 나노임프린트 리소그래피의 고도화는 단일 장비의 성능을 입증하는 단계를 넘어, 생산 라인 전체를 통합하는 단계로 이동했습니다. 다만 회사는 해당 고객들의 양산 규모, 수율 또는 공식 양산 개시일은 공개하지 않았습니다. 향후 장비 구매는 고객이 기술을 도입한 후의 실제 운영 성과에 여전히 좌우될 것입니다.

**상류 공급업체들의 움직임이 빨라지다**

10월 15일 독일의 Trumpf는 6월로 끝나는 회계연도의 실적을 발표했습니다. EUV 사업의 매출은 7억 9,100만 유로로 전년 대비 9.2% 증가했으며, 회사 전체 성장률은 0.2%였습니다. Trumpf는 ASML에 고출력 구동 레이저를 공급하는데, 이 레이저가 주석 방울을 타격해 플라즈마를 만들고, 그 플라즈마가 노광에 필요한 극자외선을 생성합니다.

Trumpf는 최신 연차보고서에서 차세대 MK5 고출력 레이저를 소개했습니다. 회사는 성능과 함께 더 빠른 설치와 더 안정적인 가동을 강조했습니다. 모듈식 설계와 추가 센서 및 진단 시스템을 통해 유지보수 인력이 고장 위치를 더 빨리 찾아 가동 중단 시간을 줄일 수 있습니다. 웨이퍼 생산량을 늘리는 팹에서는, 광원이 지속적으로 가동될 수 있는지 여부가 리소그래피 장비의 명목상 처리 속도만큼 중요합니다.

Trumpf는 2026/27 회계연도에 EUV 사업의 수주와 매출이 모두 두 자릿수 성장을 기록할 것으로 예상합니다. 고객이 웨이퍼 생산량을 늘리면서, 광원 공급업체도 장비 납품과 현장 유지보수의 속도를 맞춰야 합니다.

JSR의 움직임은 소재 공급과 관련됩니다. 9월 30일 완공된 한국 오산 공장은 금속 산화물 포토레지스트(MOR)의 최종 생산 단계를 담당합니다. 회사는 이를 통해 현지 생산과 품질 보증을 강화하고, 주요 한국 고객사에 더 빠르게 대응할 수 있기를 기대합니다.

2024년 프로젝트를 발표할 당시 JSR은 주요 한국 고객사의 MOR 도입 가능성을 투자 근거로 제시했으며, 2026년 가동을 계획했습니다. 공장이 완공되면서 고객 도입에 필요한 현지 공급 여건이 한 단계 앞으로 나아갔습니다. 생산 거점을 미리 마련해 두면 소재 기업은 칩 제조사의 신규 공정 개발과 함께 공급을 준비할 수 있습니다. 다만 고객이 실제로 이 소재를 채택할 노드와 규모는 공개되지 않았습니다.

포토레지스트는 노광으로 형성된 패턴을 보존하는 역할을 합니다. 소재의 반응은 회로 가장자리가 매끄럽게 形成되는지, 인접한 선이 우발적으로 서로 붙는지에 영향을 줍니다. 같은 날 발표된 연차보고서에서 JSR은 고객사마다 공정과 장비 조건이 다르기 때문에 소재 공급업체가 개별적으로 대응해야 한다고 밝혔습니다. 생산, 품질 보증, 기술 지원을 고객 가까이에 두는 것은 운송 거리를 줄이는 것뿐 아니라 현장 문제를 더 빨리 해결하기 위한 목적이기도 합니다.

JSR은 2030 회계연도까지 전자소재 매출을 2025 회계연도 대비 1.7배로 늘릴 계획이며, 리소그래피 소재를 계속해서 주요 성장 동력으로 삼을 것입니다. 한국 공장은 아시아에서 생산과 고객 협업을 강화하려는 회사의 노력 중 한 단계입니다. 칩 제조사들이 신규 공정을 확정하고 대량 생산 준비에 들어가면서, 소재 기업은 후속 양산 공급 계약을 따내기 위해 개발과 인증에 일찍 참여해야 합니다.

더 먼 미래를 보면, 10월에 발표된 논문에서 ASML과 Carl Zeiss의 연구진은 개구수(NA)가 최소 0.75인 Hyper NA 시스템 개념을 제안했습니다. 이는 현재 하이-NA EUV 시스템의 0.55보다 높은 수치입니다. 연구 목표 중 하나는 기존 광원, 마스크, 장비 제조 인프라를 최대한 재활용하는 것입니다. 두 회사는 이 방식을 양산에 적용하겠다고 확약하지 않았으며, 현 단계에서는 차세대 시스템을 위한 준비 연구의 일부입니다.

**결론**

전공정 노광, 패키징 배선, 소재 공급은 모두 고객의 새로운 투자에 대응하고 있습니다. 기존 장비의 업그레이드는 이미 현재 기간의 매출을 만들어내고 있으며, 신규 장비 증설, 제품 출시, 신규 공정 도입은 각각 자기 속도로 진행되고 있습니다. 리소그래피 산업의 성장 여지는 넓어지고 있지만, 제조사들이 이러한 투자를 지속적인 매출로 전환할 수 있는지는 여전히 납품, 양산 검증, 안정적인 공급에 달려 있습니다.

더 많은 콘텐츠는 TMTPost 위챗 계정(ID: taimeiti)을 팔로우하시거나 TMTPost 앱을 다운로드해 주십시오.