일본의 반도체 권토중래의 꿈: 2 나노 반도체 프로젝트의 의미

권석준의 테크어댑팅 인증된 계정 · 첨단과학기술의 최전선을 해설합니다.
2023/01/13
지난 2022년 9월, ASML의 CTO인 마틴 반 덴 브링크 (Martin van den Brink)는 현재 방식의 노광기술 (lithography)는 조만간 한계에 봉착할 것임을 밝힌 바 있다. 이제는 많은 사람이 알고 있듯 ASML은 2023년 1월 현재, 전 세계에서 유일하게 극자외선 (EUV, Extrene UV) 노광기를 생산-공급하는 회사다. 이 EUV 노광기는 반도체 제조 공정 중 이른바 선공정 (FEOL, Front-end-of-line)에서 가장 핵심적인 단계인 패터닝 (patterning) 과정에 있어 필수적인 장비다. 그리고 애플의 아이폰이나 맥북에 들어가는 M1, M2칩, AMD의 최신 CPU인 라이젠 7000 시리즈, 엔비디아의 4080 시리즈 GPU, 그리고 퀄컴의 AP인 차세대 스냅드래곤 같은 첨단 반도체칩 생산에 있어서는 더더욱 필수적인 장비다. 애플, AMD, 퀄컴, 엔비디아, 구글 같이 자체적인 칩을 설계하는 팹리스 회사들로부터 위탁받아 반도체 칩을 제조하는 10 나노 이하급 파운드리를 운영하는 회사 역시 현재로서는 전 세계에서 대만의 TSMC와 한국의 삼성전자 밖에 없다.

2022년 하반기 기준으로, ASML의 EUV는 전 세계적으로 대략 166대 정도 (누적) 보급되었으며, 이 중 100여 대는 TSMC가, 40여 대는 삼성전자에, 그리고 일부가 인텔이나 SK하이닉스 등에 10대 내외로 납품되었다. EUV 노광기를 이용하여 TSMC와 삼성전자 양사는 실리콘 웨이퍼 위에 트랜지스터를 고밀도로 집적하기 위해 아주 미세한 구조물을 오차 없이 제작하는 초미세 패터닝 공정을 수행한다. 특히 이른바 테크노드 10 나노 이하급의 초미세 패터닝 공정은 실리콘 웨이퍼에 30 나노미터 이하의 물리적 크기 (트랜지스터 게이트 half pitch 기준)를 만드는 공정인데, 이를 양산 수준에서 다룰 수 있는 회사도 현재로서는 TSMC와 삼성전자 밖에 없다. 즉, 이 두 회사가 사실상 전 세계 EUV 노광기 장비를 과점하고 있으며, 결국 이는...
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과학적 사고 방법을 토대로 자연과 사회를 해석합니다. 반도체, 첨단기술, 수학 알고리듬, 컴퓨터 시뮬레이션, 공학의 교육, 사회 현상에 대한 수학적 모델 등에 관심이 있습니다. 지은 책으로는 '반도체 삼국지 (2022)', '호기심과 인내 (2022, 전자책)'가 있습니다.
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