삼성-인텔, 10나노 반도체 엇갈린 전략

인텔 'EUV' 노광 장비 15대 도입 생산성 향상
삼성, 기존 ArF 활용 'QPT' 방식 기술 고도화
14나노 미만 미세공정서 원가경쟁력 확보 과제


삼성전자와 인텔이 10나노 반도체 시대를 앞두고 서로 다른 노선을 걷고 있다. 인텔은 극자외선(EUV) 노광 장비 15대를 사들이며 사실상 EUV 빙방식의 10나노 생산 공정 도입을 선언했다. 반면 삼성전자는 기존 장비를 활용한 QPT(쿼드러플패터닝) 방식으로 10나노 생산 공정에 대비하고 있다.

3일 업계에 따르면 인텔은 네덜란드의 반도체 장비업체 ASML로부터 EUV 노광장비 신제품(NXE: 3350B) 15대를 구입해 10나노 반도체 생산 공정에 도입한다. 인텔은 직접 EUV 제품 설계와 구조를 수정해 하루에 처리 가능한 웨이퍼 수량을 2400장까지 늘릴 것으로 보인다. ASML이 생산하는 EUV는 한 대에 1000억~1500억원대에 달하는 초고가 반도체 장비로 10나노 진입을 위한 유일한 대안으로 거론돼왔다.

인텔과 삼성전자는 그동안 이머전(Immersion, 액침) 불화아르곤(ArF) 장비로 노광 공정을 수차례 반복하는 더블패터닝기술(DPT), 트리플패터닝기술(TPT) 등을 사용하며 미세 공정을 구현했다. 인텔은 14나노 공정을 사용한 5세대 프로세서 '브로드웰'을 EUV 없이 생산했고 삼성전자도 EUV 없이 14나노 핀펫 공정 도입에 성공했다. 하지만 인텔의 이번 EUV 구입은 14나노 미만 미세공정에서는 기존 방식이 불가능하다는 판단이 반영된 것으로 보인다.

인텔이 연내 우선 도입하는 EUV 두 대의 생산량이 목표치에 이를 경우 생산할 수 있는 10나노 웨이퍼는 월 4만~5만장에 이른다. EUV 장비의 단점으로 꼽혀온 생산성 부족 문제를 해결하는 셈이다. 업계는 EUV 장비의 하루당 웨이퍼 처리량이 2500장 수준에 도달해야 양산 과정에 도입할 수 있을 것으로 전망했었다.

인텔이 구입한 EUV 노광 장비의 대당 가격은 1500억원을 상회 하는 것으로 업계에선 추정하고 있다. 15대의 EUV에 한화로 2조2500억원 이상의 투자를 감행한 셈이다. ASML 관계자는 "지금껏 15대의 EUV 장비를 한 번에 계약한 기업은 전무"하다며 "EUV 장비 구입을 하는 목적이 대부분 연구개발이었지만 이번엔 양산을 위한 것으로 보인다"고 설명했다.

한편 삼성전자는 EUV 장비 도입에는 회의적이다. 여기에는 기존 이머전 ArF 장비를 바탕으로 공정 기술을 고도화하면 충분히 10나노에 진입할 수 있다는 자신감이 깔려 있다. 삼성전자는 기존 멀티패터닝 방식으로 올해 14나노 시스템 반도체 비중을 30%까지 끌어올리는 한편 10나노 반도체 생산을 위해 QPT 기술의 생산성을 확보하는 방향으로 전략을 세웠다.

다만 패터닝 과정이 늘어날수록 공정 수가 많아져 생산성이 저하되기 때문에 원가 경쟁력 확보를 위해 추가적 방안이 필요한 상황이다.

ASML 관계자는 "10나노 미만으로 미세공정이 고도화될 경우 QPT 방식보다 과정이 더 늘어날 수 있기 때문에 광원 자체를 바꾸지 않으면 원가 경쟁력 확보에 어려움을 겪을 것"이라고 설명했다.

황민규기자 hmg815@dt.co.kr