이 기사는 인공지능(AI) 번역으로 생산된 콘텐츠로, 원문은 2월 23일자 로이터 기사(Exclusive-ASML unveils EUV light source advance that could yield 50% more chips by 2030)입니다.
[서울=뉴스핌] 김현영 기자 = 네덜란드 반도체 장비업체 ASML 홀딩(종목코드: ASML)의 연구진이 핵심 반도체 제조 장비의 광원 출력을 강화해 2030년 말까지 칩 생산량을 최대 50% 늘릴 수 있는 방법을 찾아냈다고 밝혔다. 이는 미국과 중국의 신흥 경쟁사들에 맞서 회사의 우위를 유지하기 위한 전략으로 풀이된다.
ASML은 세계에서 유일하게 상업용 극자외선(EUV) 노광 장비를 생산하는 기업으로, 대만 TSMC와 인텔 등 주요 반도체 제조업체들이 첨단 칩 생산에 필수적으로 사용하는 장비를 공급하고 있다.
ASML의 EUV 광원 기술 책임자인 마이클 퍼비스는 인터뷰에서 "이것은 잠깐 보여주기 위한 묘기가 아니다"라며 "고객 환경과 동일한 조건에서 1000와트를 안정적으로 구현할 수 있는 시스템"이라고 강조했다. 그는 이 같은 성과가 미국 샌디에이고 인근 캘리포니아 시설에서 이루어졌다고 덧붙였다.
ASML의 EUV 노광 장비는 첨단 반도체 생산에 필수적인 장비로, 미국 정부는 여야를 막론하고 네덜란드 정부와 협력해 중국으로의 수출을 차단해 왔다. 이로 인해 중국은 자체 장비 개발을 위한 국가적 프로젝트를 추진하게 됐다.
미국에서는 최소 두 개의 스타트업, 서브스트레이트와 엑스라이트가 수억 달러 규모의 자금을 확보해 ASML 기술에 도전하고 있으며, 엑스라이트는 도널드 트럼프 행정부로부터 정부 지원을 받았다.
ASML은 이번에 공개된 기술적 진전을 통해 잠재적 경쟁사들을 따돌리려 하고 있다. 가장 큰 난제였던 EUV 광원을 고출력으로 안정적으로 생성하는 데 성공한 것이다. 연구진은 현재 600와트 수준인 EUV 광원 출력을 1000와트까지 끌어올리는 방법을 찾아냈다고 밝혔다.
ASML이 이번에 공개한 기술의 가장 큰 장점은 광원 출력을 높임으로써 시간당 더 많은 칩을 생산할 수 있다는 점이다. 이는 칩당 생산 비용을 낮추는 효과로 이어진다.
반도체 생산 과정은 사진 인화와 유사한 방식으로 진행된다. 극자외선(EUV) 광선을 특수 화학물질인 포토레지스트로 코팅된 실리콘 웨이퍼에 쏘아 회로를 형성하는 것이다. 광원 출력이 강해지면 노광 시간이 짧아져 생산 효율이 크게 향상된다.
ASML의 NXE 라인 EUV 장비를 총괄하는 테운 반 고흐 부사장은 로이터와의 인터뷰에서 "고객들이 훨씬 낮은 비용으로 EUV를 계속 활용할 수 있도록 하는 것이 우리의 목표"라고 말했다.
반 고흐 부사장은 2030년까지 각 장비가 시간당 약 330장의 실리콘 웨이퍼를 처리할 수 있을 것으로 전망했다. 현재는 220장 수준이다. 웨이퍼 한 장에는 칩 크기에 따라 수십 개에서 수천 개의 칩이 들어갈 수 있다.
ASML은 이미 세계에서 가장 복잡한 발명품 중 하나로 꼽히는 EUV 장비의 기술적 접근 방식을 더욱 강화해 출력 향상을 이뤄냈다.
13.5나노미터 파장의 빛을 생성하기 위해 장비는 용융된 주석 방울을 챔버로 분사한 뒤, 이들을 대형 이산화탄소 레이저로 가열해 플라즈마 상태로 만든다. 플라즈마는 태양보다 더 뜨거운 초고온 상태로, 이 과정에서 방출된 EUV 광선은 독일 칼 자이스 AG가 공급하는 정밀 광학 장비로 수집돼 칩 인쇄에 활용된다.
ASML이 23일 공개한 핵심 기술 진전은 초당 주석 방울을 약 10만 개로 두 배 늘리고, 이를 두 개의 소형 레이저 펄스로 플라즈마 형태로 만드는 방식이다. 기존 장비가 단일 펄스를 사용하는 것과 대비된다.
콜로라도 주립대 레이저 기술 연구실을 이끄는 호르헤 J. 로카 교수는 "많은 기술을 동시에 숙달해야 하기 때문에 매우 어려운 작업"이라며 "1킬로와트 달성은 놀라운 성과"라고 평가했다. 그의 연구실은 ASML 과학자들을 다수 배출한 바 있다.
ASML은 이번 성과를 통해 향후 지속적인 발전 가능성을 확보했다고 보고 있다. 마이클 퍼비스 EUV 광원 책임자는 "1500와트까지는 비교적 명확한 경로가 보이며, 2000와트에 도달하지 못할 근본적인 이유도 없다"고 말했다.
kimhyun01@newspim.com
