ASML High NA EUV의 모든 것!

⏱ 01:57High NA EUV는 NA를 0.33에서 0.55로 높여 회로를 더 정밀하게 그린다. 레일리 식 R = k₁ × λ / NA가 그 원리다. 피자 30등분과 300등분의 비유는 미세화의 가치를 보여 준다. 영상은 대당 4천억~5천억 원의 장비 확보 경쟁을 인텔의 계획과 연결하고, 화성시 사례로 반도체 경쟁력이 지역과 국가 경제에 미치는 효과를 설명한다.

⏱ 00:07아파트 건설이 필요합니다. 단순한 아파트가 아니라 초고층 아파트여야 하고, 내외부 자재와 설계도도 모두 최상급이어야 합니다. 그런데 이런 초고층·초고급 아파트를 짓는 데 필요한 크레인은 전 세계에서 딱 한 곳에서만 생산된다고 합니다. 따라서 나라의 대통령과 대기업 총수들이 크레인을 확보하기 위해 소위 영업을 해야 합니다. 이것이 최근 대통령과 이재용 회장, 최태원 회장이 네덜란드 ASML 본사를 국빈 방문한 이유입니다. ASML의 새로운 최첨단 장비를 선점해 국가 발전에 기여하기 위해서입니다.

⏱ 00:542년쯤 전에 저는 ASML과 협업할 기회가 있었습니다. 당시 이 어려운 이야기를 대중이 쉽게 이해하도록 '피자 비싸게 팔기'라는 비유를 사용했습니다. 우리 집에서는 피자를 30등분해 한 조각에 1만 원씩 팔았으므로 수익이 30만 원입니다. 그런데 ASML이 만든 피자는 세계 어디에서도 따라올 수 없는 천상계의 맛이어서 한 조각에 10만 원입니다. 더 대단한 점은 300등분해서 팔 수 있어 수익이 3천만 원이라는 것입니다. 타사와의 경쟁 자체가 불가능한 수준이지요.

⏱ 01:40그러나 더 작은 조각과 더 맛있는 피자를 원하는 고객들을 위해 ASML이 개발한 차세대 EUV, 다른 이름으로 High NA EUV가 등장합니다. 여기서 NA는 개구수로, 렌즈의 크기를 의미합니다. High NA는 0.55로, 기존 EUV의 NA 0.33보다 약 1.67배 큰 렌즈를 사용합니다. 큰 렌즈는 더 많은 빛을 받아들여 더 선명한 회로를 그릴 수 있습니다. 레일리의 식으로 이 원리를 확인할 수 있습니다. 해상력 R은 공정 상수 k₁에 파장 λ를 곱하고 개구수 NA로 나눈 값, 즉 R = k₁ × λ / NA입니다. 이 값은 낮을수록 좋습니다. 예를 들어 좌변의 R이 2이면 2나노미터의 틈을 두고 회로를 정밀하게 그릴 수 있다는 뜻입니다. 상수는 우리가 손댈 수 없는 부분이므로, 조절할 수 있는 것은 파장과 개구수입니다. 파장은 낮아져야 하고 개구수는 커져야 합니다.

⏱ 02:41먼저 파장은 기존에 쓰던 불화크립톤과 불화아르곤을 넘어 더 짧은 파장의 EUV를 이미 쓰고 있습니다. 그래서 공학자들은 분모인 NA를 높이겠다고 생각했고 렌즈의 크기를 차차 키웠습니다. 하지만 렌즈가 커지니 장비도 커졌습니다. 작은 렌즈를 만드는 것은 쉽지만, 이렇게 큰 렌즈를 가공하는 데에는 현대 인류의 기술력으로도 어려운 점이 많았습니다. 그런데 이제는 가능해졌습니다. 누가 가능하게 했을까요? 광고처럼 들릴 수 있지만 광고는 아닙니다. ASML이 해냈습니다.

⏱ 03:23이 새로운 EUV의 가격은 기존보다 두 배 정도 높은 약 4천억~5천억 원입니다. 반포자이 한 채가 약 30억 원이니, 약 160채와 맞먹는 규모일 것입니다. ASML은 2026년 양산을 계획하고 있으며, 가장 먼저 이 장비 한 대를 손에 쥐게 된 곳은 미국 인텔입니다. 인텔은 2025년부터 High NA를 통해 1.8나노 공정으로 생산할 계획입니다. 지금까지 삼성 파운드리와 TSMC에 밀렸던 인텔의 한 방이 시작되는 것이죠. 인텔의 CEO 겔싱어가 '인텔이 돌아왔다'고 선언한 것이 허언이 아니라는 방증이겠지요.

⏱ 04:06그다음에는 벨기에의 한 연구소가 한 대를 가져가게 됐습니다. 세 번째 주인공은 아직 정해지지 않았습니다. 이를 확보하기 위해 대통령과 회장들이 네덜란드로 간 것입니다. 삼성 파운드리와 TSMC 모두 2025~2026년쯤 2나노 공정을 도입할 예정입니다. 다시 말해 내년에 어떤 기업이 먼저 ASML의 High NA를 가져가느냐가 매우 중요합니다. 현재 나노 공정의 경우 각사의 공식 발표는 없지만, 삼성 파운드리와 TSMC의 수율은 약 50~60%로 알려져 있습니다. 더 날카롭고 정확한 피자 커터가 필요한 시점입니다. 목 좋은 자리에서 먼저 새로운 피자를 팔아야 시장을 선점할 수 있을 것입니다.

⏱ 04:48그러므로 ASML의 High NA를 먼저 도입하느냐, 못 하느냐는 2나노와 그 너머의 반도체 시장을 선점하기 위한 전쟁이 될 것입니다. 반도체는 대한민국 경제를 이끄는 매우 중요한 산업 중 하나입니다. 반도체 경쟁력 확보는 과장이 아니라 국운을 좌우하는 문제일지도 모릅니다. 화성시가 대표적인 사례입니다. 2000년 인구가 18만 명에 불과했던 화성시는 현재 100만 명을 눈앞에 두고 있고, 지역 내 총생산 전국 1위를 차지하고 있습니다. 삼성전자, ASML, 현대차가 모두 화성에 터를 잡은 덕분이겠지요. 평균 나이는 38.8세로 전국에서 가장 젊은 부자 도시이며, 세계 7대 부자 도시로의 도약을 목표로 하고 있습니다.

⏱ 05:33이처럼 우수한 기업은 도시 전체를 움직이고 국가 경제를 좌우할 수 있습니다. 그리고 반도체 산업이 이러한 경쟁력을 획득해 모든 국민의 삶의 질을 높이는 핵심 역할을 수행하고 있다는 데에는 이견이 없을 것입니다. 김기남 삼성전자 회장님은 이렇게 말씀하셨습니다. '반도체 기술의 혁신은 소수가 아니라 모든 사람에게 혜택이 가는 방향으로 발전해 왔습니다.'