삼성 파운드리, 5나노 개발 가속도
"EUV용 포토레지스트 확보가 관건"
입력 : 2019-07-14 13:16:52 수정 : 2019-07-14 13:16:58
[뉴스토마토 권안나 기자] 삼성전자의 '반도체 비전 2030'이 일본 정부의 소재 수출 규제로 위기에 직면했지만, 차기 기술 확보를 위한 연구개발이 빠른 진척을 보이며 기대를 안겨준다. 연구 성과는 극자외선(EUV) 공정의 핵심 소재인 포토레지스트(PR)의 추가 물량 확보가 관건으로 분석된다. 일본이 전 세계 시장을 선도하고 있는 분야다. 이를 단기간에 대체할 수 있는 방안을 마련할지가 관전 포인트다.

14일 미국 IT전문매체 GSM아레나에 따르면 삼성전자는 최근 미국 파운드리 설계기업 케이던스와 시놉시스에 5나노미터(nm) 공정의 인증 절차를 마쳤다. 5nm 반도체 미세공정은 기존 7nm 공정 대비 시스템반도체 성능을 최대 10%, 전력효율을 25% 높일 수 있는 차세대 기술로, 삼성전자의 '반도체 비전 2030'을 달성시킬 핵심 기반이 될 예정이다. 

삼성전자는 앞선 지난 4월 시스템 반도체 분야 연구개발 및 생산시설 확충에 오는 2030년까지 총 133조원 투자를 골자로 하는 '반도체 비전 2030'을 발표한 바 있다. 당시 EUV 노광 기술 기반의 7nm 핀펫 제품 출하와 차세대 5nm 공정 개발을 마무리 했다는 소식도 전했지만 구체적인 양산 일정에 대해서는 밝히지 않았다.

업계에서는 이번 인증으로 시스템반도체 고객사들이 설계기업을 통해 본격적인 제품 설계 작업에 들어갈 수 있게 되면서, 내년에는 5nm 공정 기반의 제품 양산이 시작될 가능성이 높을 것으로 보고 있다. 이에 따라 AMD, 인텔 등 삼성전자 파운드리 고객사들의 차기 신작과 내년에 출시되는 갤럭시 S11에 탑재되는 반도체 칩에는 5nm 기술이 적용될 것으로 예상된다.
 
삼성전자는 또 EUV용 PR의 공급처 다변화를 위한 선제적 노력도 지속해 온 것으로 관측된다. 7nm 이하의 초미세공정에는 EUV 광원이 필수적으로 사용되기 때문이다. 이와 관련, 삼성전자의 투자 관련 계열사 삼성벤처투자는 지난 2014년부터 미국 PR 공급업체 인프리아에 2800만달러 규모의 투자를 단행해 왔으며, 사외 이사에도 이름을 올리고 있다. 특히 인프리아가 일본 업체들보다 앞선 PR 기술을 구현하고 있는 것으로 평가되는 만큼 차세대 기술 선점 효과에 대한 기대도 모아진다.  
 
다만 기존에 협력하던 일본의 PR 제품과 방식이 다른 만큼 호환성 등을 고려하면 단기간의 대응책으로는 한계가 있을 것이라는 관측도 나온다. 일본의 반도체 공정 핵심 소재 수출 제재 사태 해결을 위해 이재용 삼성전자 부회장, 신동빈 롯데 회장 등이 직접 일본으로 긴급 출장을 떠나는 등 노력을 기울이고 있지만 일본은 여전히 규제 철회를 고려하지 않고 있는 것으로 전해졌다. 
 
이 가운데 새로운 기술 기반의 공정을 도입할 경우 시험 기간을 거쳐야만 하고, 이는 생산성 저하로 이어질 수 있기 때문에 갑작스러운 변화는 부담이 될 수밖에 없다는 분석이다. 일본 기업인 JSR의 경우 화학 증폭형 레지스트(CAR) 방식을 채택하고 있지만 미국의 PR 제조기업인 인프리아는 금속 산화물질 기반의 ‘non-CAR’ 방식을 채용하고 있다.
 
업계 관계자는 "삼성전자가 5년 전부터 삼성벤처투자를 통해 인프리아에 투자하면서 소재 고갈 가능성에 선제적으로 대응해온 것으로 보인다"며 "다만 기존에 채택한 기반 기술과는 차이가 있는 만큼 공급선 변경이 당장의 해결책이 되기는 어려울 것"이라고 말했다. 이어 "EUV가 삼성전자의 미래 파운드리 비전을 책임질 핵심 기술인 만큼 소재 확보에 총력을 기울여야 하는 상황"이라고 덧붙였다.
 
권안나 기자 kany872@etomato.com

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  • 권안나

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