[디지털투데이 양대규 기자] 최근 10나노(nm) 반도체 제조 공정을 성공적으로 도입한 인텔이 앞으로 7나노 공정을 위해 EUV(extreme ultraviolet 극자외선) 노광장비를 도입할 것으로 알려졌다. 인텔은 20년 전부터 EUV 개발에 가장 먼저 뛰어든 회사 중 하나였다. 하지만 최근 몇 년간 14나노에서 10나노로 공정 전환에 어려움을 겪으며, 잠정적으로 EUV 도입을 중단했다.

7일 파운드리 업계에 따르면, 인텔이 10나노 공정 제품을 성공적으로 출하한 뒤, 7나노 생산을 위해 EUV 도입을 진행하고 있는 것으로 나타났다. 전문가들은 삼성전자와 TSMC가 이미 EUV 시스템을 사용해 성공적으로 7나노 공정 양산에 돌입해, 인텔이 두 업체와 경쟁하기 위해서는 10나노 라인의 양산이 완벽히 이뤄져야 될 것으로 보고 있다.

일부 전문가들 사이에는 TSMC도 EUV를 이용할 7나노 공정에는 아직도 해결할 과제가 남아있다며, 인텔이 삼성전자와 TSMC와의 경쟁에 참여할 가능성이 있다고 전망한다. 인텔은 초창기부터 EUV 개발을 함께해, 7나노 공정 전환에 유리할 수도 있다는 것이다.

TSMC, '완벽한 EUV' 힘들어…문제는 '가격'

TSMC는 N7+(EUV를 사용한 TSMC의 7나노 공정)에서 4개의 금속 레이어서만 EUV를 사용한 것으로 알려졌다. 아직도 기존의 ArF(불화아르곤) 노광 방식을 함께 이용해, 이중 패터닝 기법 등을 사용해야 한다는 것이다.

이는 TSMC가 보유한 EUV 기계가 충분한 수준이 아니라는 것을 의미한다. EUV는 네덜란드의 장비업체 ASML이 유일하게 생산하는 장비로, 한 대당 약 1억 5000만 달러(약 1800억 원)의 비용이 든다. 이를 이용한 생산라인 구축을 위해서는 여러 대가 필요한 입장이다.

앞서 TSMC 관계자는 “여러 층에서 이중 패터닝을 배치한다”며, ‘몇 개의 중요한 레이어’에서 EUV 노광방법을 사용한다고 밝힌 바 있다.

반면, 경쟁사인 삼성전자는 대량의 EUV 장비를 이용한 완전한 EUV 노광방법을 이용한다. 또한 삼성전자는 화성캠퍼스에 EUV 전용 생산라인을 현재 구축하고 있다. 삼성전자 관계자는 7나노 생산이 “완전한 EUV 공정으로 진행된다”고 설명했다.

인텔 "연구용 EUV 가동, 7나노 공정 도입은 고민 중" 

5일 인텔 EUV 프로그램 책임자인 브리트 투르코트는 EE타임즈와의 인터뷰를 통해, “EUV 도입 준비가 됐으며, 기술 개발을 위한 볼륨을 가동하고 있다”고 밝혔다. EE타임즈에 따르면, 인텔이 7나노 공정에서 EUV 장비를 사용할 것은 거의 확실하지만, 복잡하고 ‘매우 비싼 시스템’인 EUV를 어떻게 도입할 것인지에 대해서는 고민 중인 것으로 나타났다. 투르코트는 인텔이 현재 미국 오리건주 포틀랜드에서 큰 객실 크기의 EUV 시스템을 가동하고 있다고 설명했다.

삼성전자와 같이 완전한 EUV를 도입할지, TSMC처럼 기존의 기술과 함께 사용할지에 대해 확실한 답을 주지 않았다는 것이다. EE타임즈에 따르면, 투르코트는 인텔이 EUV에 얼마나 많은 금속 레이어를 사용할지는 아직 결정하지 못했다며, “레이어 당 비용은 간단한 계산이 아니다”고 설명했다.

업계 소식통에 따르면, 삼성전자가 EUV를 이용해 7나노 가격을 적극적으로 낮출 것으로 알려졌다. 한 반도체 전문가는 “삼성전자가 메모리 반도체에서 사용한 초격차 전략을 파운드리에서도 사용할 것”이라며, “기술적인 우위를 이용해 경쟁 기업보다 한단계 앞선 시장을 선점해, 수율 싸움에서 우위를 보이며 가격 경쟁력을 갖추는 것이 삼성전자의 가장 큰 장점”이라고 말했다.

전문가들은 아직 7나노 공정 개발도 확실치 않은 인텔의 파운드리가 7나노 공정을 양산 중인 삼성전자나 TSMC와 비교하기에는 아직 이르다고 보고 있다. 우선 인텔은 10나노 공정을 통한 양산 시스템이 확실히 구축된 다음에 7나노 공정으로 순차적인 전환이 필요한 상황이다. 아직 선두 경쟁업체들과는 공정에서 2년 정도의 갭이 있다는 것이다.

인텔 관계자는 “현재 10나노 공정은 양산을 진행 중”이라며 “올해 안에 제품을 확인할 수 있다”고 말했다.