칩 산업의 미래를 형성하는 4억 달러 규모의 기계

네덜란드의 한 거대한 실험실, 삼엄한 경비가 삼엄한 문 뒤편에서 거대한 기계가 조용히 세계 반도체 산업의 미래를 재편하고 있습니다. 바로 ASML이 거의 10년에 걸쳐 개발한 최신 세대 EUV 리소그래피 장비인 High NA입니다. 4억 달러가 넘는 비용이 투입된 이 기계는 역사상 가장 진보적이고 값비싼 칩 제조 장비입니다.

High NA는 High Numerical Aperture의 약자입니다. 이 장비는 EUV 리소그래피 기술의 혁신적인 발전을 의미하며, 칩 산업이 전자 부품을 나노 수준으로 소형화하는 데 기여했습니다.

CNBC는 지난 4월 ASML 벨트호벤 연구실 내부를 들여다볼 수 있는 드문 기회를 얻었습니다. High NA가 촬영된 것은 이번이 처음이었고, ASML 내부 팀조차도 이 기계를 본 적이 없었습니다.

미래의 기술

수석 엔지니어 아시아 하두에 따르면, High NA 기계는 "이층 버스보다 크다"고 합니다. 코네티컷, 캘리포니아(미국), 독일, 그리고 네덜란드의 공장에서 제조되는 네 개의 모듈로 구성되어 있습니다. 네덜란드에서 조립 및 테스트를 거친 후, 기계는 분해되어 고객에게 배송됩니다.

이 공정에는 최소 보잉 747 7대 또는 트럭 25대가 필요하며, 첫 번째 기계는 2024년 인텔의 오리건 공장에 상업적으로 설치될 예정입니다.

고NA 머신은 거대합니다. 사진: CNBC

ASML은 EUV 리소그래피 장비를 제작할 수 있는 세계 유일의 기업입니다. 이 기술은 초소형 칩 디자인을 실리콘 웨이퍼에 투영하는 것을 가능하게 하며, 이는 첨단 칩 제조의 핵심 공정입니다. Apple, Nvidia, AMD와 같은 선도 기업뿐만 아니라 TSMC, Samsung, Intel과 같은 주요 칩 제조업체들도 모두 ASML을 통해 제품을 생산합니다.

또한 네덜란드에 본사를 둔 이 회사는 마이크론, SK하이닉스, 랩을 포함한 현재 고객 모두가 점차 High NA로 전환할 것이라고 확인했습니다.

높은 NA는 더 높은 정밀도 외에도 효율성을 높이고 칩 제조 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다. 인텔은 이 장비를 사용하여 약 3만 장의 웨이퍼를 생산했으며, 이 장비의 신뢰성이 이전 세대 EUV보다 두 배 높다고 밝혔습니다. 삼성은 이 장비로 생산 사이클 시간이 60% 단축되었다고 주장합니다. 퓨처럼 그룹의 다니엘 뉴먼에 따르면, ASML은 칩 리소그래피 장비 시장을 완전히 장악했습니다.

"무어의 법칙은 우리가 지속적으로 비용을 절감해야 한다는 것을 말해줍니다. 비용을 절감하면 더 많은 기회가 창출된다는 믿음이 있기 때문에, 우리도 이 경쟁에 참여해야 합니다."라고 ASML CEO 크리스토프 푸케는 설명합니다.

위험한 투자

높은 개구수(NA)는 이전 세대와 동일한 EUV 빔을 사용하지만, 주요 차이점은 더 큰 렌즈 조리개입니다. 이를 통해 장치는 가파른 각도에서 더 많은 빛을 포착하여 더 작은 디자인을 더 적은 단계로 웨이퍼에 에칭할 수 있습니다. ASML 기술 담당 부사장인 요스 벤숍에 따르면, 이는 소형화와 생산성 향상이라는 두 가지 주요 이점을 제공합니다.

"높은 NA는 두 가지 이점을 가져다줍니다. 첫째, 소형화입니다. 둘째, 많은 샘플을 만들지 않아도 되므로 더 빨리, 더 높은 수율로 생산할 수 있습니다."라고 Jos Benschop은 말합니다.

1997년 ASML에 입사한 벤숍은 EUV 기술에 투자하기로 결정하는 데 중요한 역할을 했는데, 당시 많은 사람이 이 결정을 무모한 것으로 여겼습니다.

조스 벤숍(오른쪽)이 ASML의 비전을 공유하고 있다. 사진: CNBC

"우리는 거의 성공하지 못했습니다. 사람들이 가끔 그 사실을 잊어버리는 것 같아요. 처음 시작했을 때는 기술이 제대로 작동할지 전혀 보장할 수 없었기 때문에 매우 위험한 투자였습니다."라고 푸케 CEO는 덧붙였습니다.

2018년 ASML은 EUV의 실현 가능성을 입증하여 대규모 수주를 위한 길을 열었습니다. 이 기술은 강력한 레이저로 초당 5만 개의 주석 방울을 발사하여 13.5나노미터 파장의 EUV 광을 방출하는 플라즈마를 생성합니다.

EUV는 모든 물질에 흡수되기 때문에 시스템을 작동하려면 전체 공정이 진공 환경에서 이루어져야 합니다. 또한, 독일 자이스(Zeiss)에서 제작한 특수 거울이 빛을 전달하는 데 중요한 역할을 합니다.

지정학적 영향

EUV 기술에 대한 명성에도 불구하고 ASML은 여전히 이전 세대 DUV 장비에서 대부분의 매출을 올리고 있습니다. 2024년에 ASML은 EUV 장비 44대와 DUV 장비 374대를 판매했습니다. 중국은 이 장비의 최대 고객으로, 2024년 2분기 매출의 49%를 차지합니다.

그러나 미국의 수출 금지 조치로 ASML은 중국에 EUV를 계속 판매할 수 없게 되었습니다. 푸케 씨는 중국 사업이 "이전 정상" 수준으로 회복되어 2025년까지 제조업체 매출의 20~25%를 차지할 것이라고 말했습니다.

ASML은 현재 전 세계적으로 44,000명 이상의 직원을 보유하고 있으며, 그 중 8,500명이 미국에 근무하고 있습니다. 이 회사는 EUV 및 DUV 기술 분야에서 매년 1,200명의 엔지니어를 교육한다는 목표로 애리조나에 새로운 교육 센터를 건설하고 있습니다.

중국은 ASML의 최대 고객 중 하나입니다. 사진: 블룸버그 .

동시에, Fouquet 씨가 미국의 기술적 독립에 "매우 중요한" 파트너라고 부른 Intel에도 새로운 High NA 선적이 이루어지고 있습니다. 이는 미국이 반도체 자립 전략을 추진함에 따라 나타난 현상입니다.

ASML은 여기서 멈추지 않고 Hyper NA라는 차세대 기술 개발에 이미 착수했습니다. 푸케 씨에 따르면, 이 조각기 제조업체는 몇 가지 예비 광학 설계를 완료했으며, 이는 불가능한 프로젝트가 아니라고 합니다. ASML은 Hyper NA 수요가 2032년에서 2035년 사이에 급격히 증가할 것으로 예상합니다.

칩 크기를 줄이고 성능을 향상시키려는 전 세계적인 경쟁에서 ASML의 기술은 기술적 측면뿐 아니라 지정학적으로도 핵심적인 역할을 하고 있습니다. High NA와 그 후속 제품들을 통해 네덜란드 제조업체 ASML은 마이크로칩 산업의 경계를 새롭게 긋고 있으며, 이는 향후 수십 년간 디지털 세계의 지형을 형성할 중요한 전환점입니다.

출처: https://znews.vn/co-may-400-trieu-usd-dinh-hinh-tuong-lai-nganh-chip-post1555116.html