"미래 생존 핵심"…반도체 업계 EUV장비 확보 경쟁 치열

[이데일리 신민준 배진솔 기자] 미국 메모리반도체 기업 마이크론이 차세대 극자외선(EUV)장비 투자에 본격적으로 나선다. 삼성전자(005930)와 SK하이닉스(000660), 대만 TSMC에 이어 마이크론까지 EUV장비 확보전에 뛰어들면서 글로벌 반도체 기업들간 첨단 기술 개발 경쟁은 한층 더 치열해질 전망이다.

이재용 삼성전자 부회장이 지난해 네덜란드 ASML에 방문해 EUV 노광장비 내부를 살펴보고 있다. (사진=삼성전자)

마이크론, 설비투자 금액 상향 조정

5일 로이터통신 등 외신에 따르면 마이크론 테크놀로지는 지난 30일(현지시간) 2021년 3분기(3~5월) 실적 발표에서 EUV D램용 장비 투자에 착수하겠다고 밝혔다. ‘EUV’(Extreme Ultraviolet)란 극자외선으로 불리는 짧은 파장(13.5nm, 10억분의 1미터)의 빛을 이용하는 기술로 반도체 원판(웨이퍼) 위에 회로선폭을 새기는 노광장비에 사용된다. 파장이 짧아 불화아르곤(ArF) 노광장비로는 불가능했던 7nm 이하 초미세 공정을 가능하게 하는 장비다. EUV장비는 네덜란드 ASML이 전 세계 시장을 독점하며 대당 가격이 1500억원을 웃돈다.

마이크론이 EUV장비 투자에 나선 이유는 내년까지 메모리반도체 수급이 빠듯할 것으로 예상되기 때문이다. 현재 ‘코로나19 팬데믹’(대유행)에 따른 가전제품과 정보기기(IT) 등의 수요 증가로 반도체 공급 부족 현상이 이어진다. 이에 따라 마이크론은 올해 설비투자 금액을 기존 90억달러(약 10조 1700억원)에서 95억달러(약 10조 7369억원)으로 상향 조정했다.

마이크론은 그동안 불화아르곤 기술을 최대한 사용한다는 방침을 이어왔다. 하지만 전략을 바꿔 오는 2024년에 EUV 기술을 도입해 D램 등을 생산하기로 했다.

앞서 마이크론은 EUV장비를 사용하지 않고 세계 최초로 10nm대 4세대(1a) D램을 출하했다고 밝혔다. 삼성전자와 SK하이닉스는 10nm급 4세대 D램을 하반기에 출시하기로 계획하는 만큼 마이크론이 한발 앞선 셈이다.

이종호 서울대 반도체공동연구소 소장은 “우리나라 기업들 입장에서 마이크론의 선전포고는 메모리반도체 기술 격차를 좁혀나가려는 위협으로 보일 수 있다”고 말했다.

EUV장비, TSMC가 가장 많이 확보

글로벌 반도체 기업들의 EUV장비 확보 경쟁은 기존 파운드리(반도체 위탁생산) 등 시스템반도체(비메모리반도체)에서 D램 등 메모리반도체로 확대하는 추세다. 코로나19 장기화로 PC와 데이터센터 등과 관련한 메모리반도체 수요가 늘어났기 때문이다. 아울러 사물인터넷(IoT) 등의 활성화로 더 작고 성능이 좋은 반도체를 원하는 수요가 늘어난 점도 한몫하고 있다.

현재 글로벌 반도체 기업 중 EUV장비를 가장 많이 확보한 기업은 TSMC다. TSMC는 글로벌 1위 파운드리 업체로 EUV장비 확보에 사활을 걸고 있다. 유안타증권은 TSMC의 지난해 말 기준 EUV장비 누적 보유 대수를 총 40대로 추정했다. TSMC는 올해 20대, 내년 22대를 추가로 도입할 것으로 알려졌다.

또한 삼성전자의 지난해 말 기준 EUV장비 보유 대수는 총 18대로 추정된다. 삼성전자는 올해와 내년에 각각 10대와 15대를 확보할 것으로 예상된다. SK하이닉스는 2019년 EUV장비 1대 확보를 시작으로 지난해 1대, 올해 1대, 내년 4대의 EUV장비 확보가 예상된다.

EUV장비 수요 상승으로 ASML은 매년 관련 장비 생산량을 확대하고 있다. ASML은 2018년에 18대 수준에서 2019년 26대, 지난해에는 35대가량 EUV장비를 생산한 것으로 알려졌다. ASML의 EUV장비 생산량은 올해 41대 이상이 될 전망이다.

업계 관계자는 “초미세 공정기술 확보 여부가 반도체 기업의 생존을 결정짓는 중요 요소로 자리잡았다”며 “초미세 공정 기술 핵심인 EUV장비 확보 경쟁도 갈수록 치열해질 것”이라고 말했다.