TSMC 이달 '하이 NA EUV' 도입... 삼성, 2나노 이하 공정 경쟁 빨간불

세계 1위 파운드리(반도체 위탁생산) 업체 TSMC가 최선단공정 제조에 필요한 '하이 뉴메리컬어퍼처(NA) 극자외선(EUV)' 노광장비를 이달 말 도입한다. 초미세공정 두고 주도권을 다투는 삼성전자보다 한 발 빠른 행보다. 인공지능(AI) 특수에 3나노 이하 초미세공정 매출 비중이 급격히 확대되자 최첨단 장비를 빠르게 선점해 2나노 이하 공정 완성도를 높이겠다는 조치로 분석된다.

10일 반도체 업계 및 대만 이코노믹데일리뉴스에 따르면 TSMC는 이달 네덜란드 ASML이 생산하는 첫 하이 NA EUV 장비 'EXE:5000'을 인도받는다. 글로벌 반도체 기업 가운데 하이 NA EUV 장비를 도입한 것은 인텔에 이어 TSMC가 두 번째다.

하이 NA는 렌즈와 반사경 크기를 늘려 빛의 집광능력을 나타내는 수치인 NA를 0.33에서 0.55로 끌어올린 장비다.

EUV는 극자외선 파장의 광원으로 웨이퍼에 패턴을 그리는데, 해상도를 높여 더 정밀하고 미세한 패턴을 새길 수 있다. 기존 EUV와 비교해 성능 향상, 수율(양품 비율) 개선, 생산비용 감축 등이 가능해 1대당 가격이 5000억원에 달하는 초고가임에도 글로벌 반도체 기업간 치열한 장비 확보전이 벌어지고 있다.

당초 TSMC는 하이 NA EUV 조기 도입에 회의적이었다. 기존 EUV에 비해 지나치게 고가인데다 생산 최적화 난이도가 높아 수율(양품 비율) 안정화를 위해 초기 비용 부담이 크다는 이유에서다. 그러나 예상보다 AI향 초미세공정 수요가 빠르게 증가하자 원래 계획을 바꿔 차세대 EUV를 선점, 기술 우위를 선점하겠다는 판단을 내렸다는 분석이다.

인텔이 파운드리 사업에서 극심한 부진을 겪으면서 TSMC가 하이 NA EUV를 활용한 초미세공정 경쟁에서 발 빠르게 치고 나갈 수 있는 환경도 조성됐다. TSMC는 2027년 양산이 예정된 1.4나노(A14) 공정부터 하이 NA EUV 기술을 채택할 것으로 전망된다.

반면 삼성전자는 하이 NA EUV 확보전에서 뒤처지며 전략 수정이 불가피해졌다. 삼성전자는 2027년 하이 NA EUV 상용화를 준비하고 있다. 장비 확보 이후에도 생산라인 내 설치부터 가동 등 최적화 작업에 상당 시간이 소요된다는 점에서 하이 NA EUV 도입 시기를 앞당기는데 주력할 것으로 예상된다.

삼성전자는 TSMC 로드맵에 발맞춰 2025년 2나노, 2027년 1.4나노 양산을 계획하고 있다.

삼성전자로선 TSMC 추격을 위해 초미세공정 기술력을 검증해 대형 고객사 확보가 필요하다.

시장조사기관 트렌드포스에 따르면 올해 2·4분기 TSMCC의 파운드리 시장 점유율은 62.3%로, 삼성전자(11.5%)와 격차는 50.8%에 달한다.

[e-mail] 장민권 기자