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네덜란드 반도체 장비업체ASML은 노광장비 분야에서 최고의 기업이자 슈퍼을로 불리고 있는 기업이다. 

네덜란드의 삼성전자격인 ASML 스토리 2편에서는 EUV, 나노기술, 매출 현황에 대하여 소개한다.

 


 

EUV 도입배경

 

EUV 기술을 활용하면 현재 ArF 광원 기술에 필요한 반복 공정 수가 줄어들게 되며 이로

인해  제조시간이 크게 줄어들고, 생산비도 장기적으로 크게 낮아질 것으로 기대되며 지금보다

훨씬 더 복잡하고 더 많은 트랜지스터를 내장한 반도체를 만드는 것도 수월해진다.

 

이러한 제조상의 메리트가 많은 관계로 반도체 파운드리 분야에서 경쟁 중인 삼성전자와

TSMC가  본격 도입을 하기 시작을 했으며 인텔도 EUV 공정을  도입한다는 선언을 하였다. 

 

EUV 특징

 

EUV는 기존 불화 아르곤(ArF) 레이저보다도 파장이 10배나 짧아 더 세밀하게 찍어낼 수

있어서 종래에는 회로를 얇게 하려고 여러 단계의 노광(露光) 스텝을 거쳐야 했는데 이제

EUV로 다단계를 축약할 수 있으니 생산성에 큰 격차가 생긴다.

 

다만, EUV는 단계가 워낙 다중이다 보니 초기 설비투자에 거액이 발생하여 원가가 높고 설비

투자를 감가상각해야 하는 부담이 발생하는 문제가 있긴 하지만 장기적으로는 원가절감으로

이어질수 있다는 장점이 더욱 크다고 한다.

 

 

NXE3400B EUV기기 5나노와 7나노형 노광장치 

 

나노기술을 실현하는 EUV

 

정해진 웨이퍼 위에 회로를 그려 넣은 노광 프로세스에서 회로를 미세하게 작게 해서 만들수록

보다 많은 제품을 만들 수 있고 효율도 올라가서 더 높은 수익창출이 가능하다.

또한 회로 선폭이 작아질 수록 전력 소모는 줄고 성능도 제고가 되는 장점이 있다 보니 반도체

회사들이 초미세 공정에 사활을 걸고 집중을 하고 있다.

 

불화아르곤(ArF)광원에 물을 활용해서 빛의 굴절을 만들어내는 액침(Immersion) 불화

아르곤 방식이 주로 사용이 되었지만 2017년을 정점으로 7나노 이하에서는 기존 방식이 통하지

않고 대안인 EUV가 대두되고 있다.  EUV는 기존방식 대비 빛의 파장이 1/14수준으로 정밀한

노광이 가능한 장점이 있다.

 

*나노란?

그리스어로 아주 작다는 것을 의미하며, 단위로 사용하는 1나노미터의 준 말이다.

1나노미터는 10-9미터(10억 분의 1)이다. 이것은 머리카락 두께의 1/50,000에 해당하는 크기이고 수소원자

지름의  10배에 해당하는 길이이다.

 

 

반도체의 원재료인 웨이퍼에 회로를 그리는 노광 공정에 사용되는 기술로, 파장 길이가

13.5㎚에 불과한 극(極) 자외선을 이용해 이런 이름이 붙었다. EUV를 이용하면 반도체 업계에서

미세공정의 한계로 여겨졌던 7㎚를 뛰어넘어 2~5㎚에 이르는 초미세 공정이 가능해진다.

 

나노의 구조 및 크기

 

이렇게 되면 반도체의 크기가 줄고 에너지 소모가 줄면서 성능은 높아지고 웨이퍼 한 장으로

많은 반도체 칩을 만들 수 있어 생산성도 높아진다.

 

반도체 업계 관계자는 "EUV 시대가 열리면 지금보다 훨씬 뛰어난 성능의 반도체를 대량으로

공급할 수 있게 돼 인공지능(AI), 자율주행차, 스마트시티 같은 미래 기술의 상용화 속도도

훨씬  빨라질 것“이라고 한다.

 

 

EUV 도입 사례

 

삼성전자는 2019년 모바일 CPU(중앙처리장치) 제품을 7㎚ EUV 공정으로 양산을 시작한

이어 2020년에는 5㎚제품을, 2021년부터는 3㎚ 양산에 돌입하겠다고 밝힌 상태다.

이를 통해 비메모리 시장에서도 기술적 우위를 기반으로 업계 1위를 차지하겠다는 것이 삼성

전자의 목표다.

 

또한, 갤럭시 노트 10은 업계 최초의 7 나노 EUV 공정에 의해 만들어진 프로세서 엑시노스

9825를 탑재해 화제가 되었다. 같은 아키텍처인 9820에 비해 공정만 바꿨는데 속도가 빨라졌다.

7나노 EUV 공정의 경우 10 나노와비교하면 칩 사이즈는 40% 줄어들고, 전력 효율은 50%나

좋아진다. 첨단 기술에 의해 회로 굵기가 점점 얇아질수록 나노 앞의 숫자가 작아질수록 열이

나고 전력 효율과 성능이 좋아진다.

 

세계 1위 파운드리 기업인 TSMC도 이에 질세라 "2024년부터 2㎚급 반도체도 양산하겠다"라고 선언했다.

 

한발 뒤처진 인텔은 2021년부터 AI, 데이터센터 등에 쓰이는 GPU(그래픽용 반도체)를 먼저 

EUV공정으로 양산할 전망이다. 이후 서버용 CPU(중앙처리장치), PC용 CPU 등으로 확산해

주도권을 유지할 계획이다.

인텔은 2021년 7 나노미터(nm) 기반 중앙처리장치(CPU)를 양산할 계획으로 라인은 미국

오리건주 팹에 마련된다.
인텔이 7나노 프로세서를 자체 양산하면 ASML에 호재다. 현재 삼성전자와 TSMC에 EUV

장비를 공급중인데 인텔이라는 대형 고객사가 추가되는 셈이며 인텔의 합류는 수주 경쟁과 가격

상승으로 이어질 수도 있다는 전망이다.

 

반도체 업계 관계자는 “TSMC와 삼성전자가 경쟁적으로 EUV 장비를 들이는 가운데, 인텔까지

합세하면 ASML은 행복한 고민에 빠질 것”이라며 “SK하이닉스 등도 EUV 라인을 준비하고

있어 향후 ASML의 고객사는 늘어날 전망”이라고 분석했다.

 

ASML의 독무대가 열리다

 

ArFi 노광 공정의 한계점을 보완한 기술이자 현시점에서는 7 나노 이하의 공정에서 유일한

대안으로 손꼽힌다. 반도체 시장의 미래를 쥐고 있는 차세대 기술이며 이러한 EUV 노광 공정

기술에서 압도적인 지위를 점하고 있는 ASML은 글로벌 점유율 100%를 차지하고 있다.

 

수많은 반도체 기업의 러브콜로 ASML의 EUV 노광장비는 없어서 못 팔 정도라고 한다.

 

EUV 기기 판매실적 및 향후 전망

주요 칩 제조사들은 향후 증대할 고성능 반도체 수요에 대비하여 EUV를 도입하기 위한 계획에

있으며 이러한 배경에 힘입어 2020년에는 36대의 판매(회사 발표:35대)가 예상된다고 하며

평균 판매 가격은 $131M이며 2021년 이후로는 ASML 매출의 대부분이 EUV 장비 판매에서

창출될 것이라는 전망이다.

 

ASML 매출내역

 

아직까지는 불화 아르곤(ArF) 장비가 ASML의 최대 매출처이며 2019년은 메모리 업황

부진으로 장비사용처는 시스템 73% 메모리 27%로서  2018년(시스템 45% 메모리 55%)과

대비된다.

 

 

EUV의 판매 대수의 증가에 힘입어 차츰 전체 매출에서 차지하는 비중이 과반수가 넘어갈

예상이라고 한다. 

 

EUV 판매실적 및 향후 전망

 

2018년 기준 ASML의 한국 관련 매출은 35%였지만 2019년은 16%로 대폭 감소한 반면 

대만 관련 매출은 19%(2018년)에서 51%(2019년) 급증했다.

 

TSMC가 지난해 양산된 EUV 장비 대다수를 수급했다는 의미이며 삼성전자가 설비 투자를

늘리기로 한 만큼  2020년은 한국 매출 비중이 높아질 것으로 보인다.

한편, 미·중 무역분쟁 영향으로 중국 관련 매출은 전년대비 7% 감소했다고 한다.



매출이익률(GM%) 및 EUV 판매 가격 추세

 

EUV의 판매대수 증가에 힘입어 GM%도 상승하여 50% 넘아 갈 기세이며 판매 가격은

기존 노광장비에 비해서도 ASP보다 30% 더 높다고 한다.

 

EUV 판매가격 및 매출마진 의 추이 


ASML 스토리 1편인 기업의 개요, 반도체 공정, 노광장비업계에 대한 포스팅은 아래를 참조 바람.


 

(네덜란드기업) ASML : 반도체 장비업체 슈퍼을, EUV독점,노광장비

네덜란드 반도체 장비업체인 ASML은 노광장비 분야에서 최고의 기업이자 슈퍼을로 불리고 있으며 금번 ASML 스토리 1편에서는 기업의 개요, 반도체 공정, 노광장비업계에 대하여 소개한다. ASML기업개요 1984년..

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