Intel, 중국 수출 금지 ASML 고-NA EUV 리소그래피 도구 구매로 반도체 첨단 제조 용량 확보.

네덜란드 칩 장비 제조업체 ASML이 반도체 제조 공장에 차세대 high-NA (High Numerical Aperture) EUV 리소그래피 도구를 출시하기 시작했으며, 각 단위당 가격은 $400 million, 즉 약 620 billion won입니다.

MIT Technology Review에 따르면, 이 도구는 8-nanometer (nm) 해상도를 제공하여 기존 EUV 시스템보다 더 미세한 회로의 식각을 가능하게 합니다. 리소그래피는 실리콘 웨이퍼에 빛을 투사하여 트랜지스터와 상호연결 구조를 정의하는 공정입니다. ASML은 스마트폰 프로세서에서 AI 서버 반도체에 이르기까지 고급 칩 생산에 사실상 필수적인 장비 시장의 대략 90 percent를 점유하고 있습니다. 새로운 도구는 기존 EUV 시스템으로 달성 가능한 13 nm보다 작은 특성을 형성할 수 있으며, 더 높은 칩 밀도를 추구하는 칩 제조업체들 사이에서 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.

원동력은 인공지능 인프라 경쟁입니다. OpenAI, Google, Meta, Anthropic이 대규모 서버 팜을 적극적으로 확장하고 있으며, 이는 더 높은 성능과 더 전력 효율적인 칩에 대한 급증하는 수요를 만들어내고 있습니다. ASML 최고기술책임자 Marco Pieters는 폭발적인 AI 확장이 더 미세한 공정 노드로의 전환으로 가능해졌다고 지적했으며, 지금까지 관찰된 것은 단지 시작일 뿐이라고 덧붙였습니다.

High-NA EUV는 새로운 광원을 도입하지 않으며, 기존 EUV 광원을 유지하면서 더 정밀한 패턴 형성을 달성하기 위해 수치 개구를 0.33에서 0.55로 증가시킵니다. ASML은 이것이 트랜지스터 크기를 거의 반으로 줄일 수 있고 온칩 밀도를 대략 3배로 늘릴 수 있다고 보고합니다. 이를 실현하려면 더 큰 거울, 더 강력한 레이저, 가속 구동 시스템이 필요합니다. 레티클은 최대 22g의 가속도로 움직이며, 독일의 Zeiss는 더 큰 반사체와 완전히 새로운 12톤 투영 시스템을 설계했습니다.

Intel은 주요 초기 채택자입니다. Intel은 2024년 봄 Oregon 제조 공장에서 첫 번째 high-NA 도구를 받았으며 이를 조립하고 테스트해왔습니다. Intel 펠로우 Mark Phillips는 만족감을 표현하면서 시스템의 성능이 빠르게 안정화되고 있다고 지적했습니다. Intel은 초기에 선별된 정밀 공정에 도구를 배포한 후 추가 노드 전반에 걸쳐 점진적으로 사용을 확대할 계획입니다. 반면 TSMC는 기술이 고객에게 최대 가치를 제공할 수 있을 정도로 충분히 성숙할 때만 high-NA EUV를 채택할 것이라고 명시합니다. 업계 관찰자들은 TSMC가 2030년대에 완전한 전환을 하기 전에 기존 EUV 및 다중패턴화 기술을 가능한 한 멀리 밀어붙일 것으로 예상합니다.

비용이 채택 속도를 결정하는 데 중요할 것입니다. 기존 EUV 도구는 이미 $100 million, 즉 약 154.06 billion won을 초과하지만, high-NA EUV는 약 $400 million으로 훨씬 더 비쌉니다. 단순화된 공정과 향상된 성능의 분명한 이점에도 불구하고, 칩 제조업체들은 대규모 생산 라인 전반에 걸쳐 배포를 빠르게 확대하는 데 상당한 재정적 부담에 직면해 있습니다. Semianalysis 연구원 Jeff Koch는 성능이 30~50 percent 향상되지만, 이 도구는 사업성이 즉시 명확하지 않은 첫 번째 ASML 제품일 수 있다고 지적했습니다.

규제도 시장을 파편화하고 있습니다. 2019년 미국은 네덜란드 정부에 ASML이 중국 기업에 고급 장비를 공급하는 것을 방지하도록 압력을 가했습니다. 그 결과 중국은 high-NA나 기존 EUV 도구를 모두 획득하지 못했으며, deep ultraviolet (DUV) 리소그래피와 다중패턴화를 대체 전략으로 추구해왔습니다. Special Competitive Studies Project의 고위 자문관 David Lin은 중국이 DUV를 그 한계까지 밀어붙일 것이라고 말했습니다. 중국은 또한 소프트웨어를 통해 고성능 AI 칩 부족을 상쇄하려고 시도하고 있으며, DeepSeek과 같은 경량의 대규모 언어 모델을 개발하고 있습니다.

ASML의 지배력에 도전하려는 노력이 계속되고 있습니다. 미국 스타트업 Substrate는 입자 가속기에서 생성된 X-ray를 사용하는 리소그래피 장비를 개발하고 있으며, 2030년 대량 생산을 목표로 하고 있습니다. 노르웨이의 Lase Lithography는 광자 대신 에너지 구동식 헬륨 원자 빔을 사용하는 방법을 추구하고 있습니다. 그러나 두 회사 모두 현재 실험실 시연과 상업적 규모의 생산 사이의 격차를 극복해야 한다고 평가되고 있습니다.

ASML은 또한 다음 세대를 준비하고 있습니다. 이 회사는 수치 개구를 0.75로 높이는 "hyper-NA" 기술을 탐색하고 있으며, 약 6-nanometer 해상도를 달성할 수 있는 방법을 조사하고 있습니다. ASML 기술 부사장 Jos Benschop은 현재 실질적인 대안이 보이지 않으며, 최첨단 대량 생산에서 진지한 경쟁자가 존재하지 않는다고 언급했습니다. 반도체 경쟁의 다음 물결은 이 장비를 안정적인 대량 제조에 먼저 연결할 수 있는 회사에 달려 있을 것입니다.