삼성, EUV로 메모리·파운드리 `초격차` 완성한다 (종합)

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삼성, EUV로 메모리·파운드리 '초격차' 완성한다 (종합)

디지털데일리 발행일 2020-08-30 17:35:30

김도현

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- 1z LPDDR 모바일 D램 생산…EUV 전용라인 갖춰

[디지털데일리 김도현기자] 삼성전자가 극자외선(EUV) 공정으로 반도체 초격차 전략을 이어간다. 위탁생산(파운드리)에 이어 메모리 라인에도 최초 적용했다. 삼성전자와 대만 TSMC 외에는 실제 제품에 적용한 업체가 없다. 메모리의 경우 경쟁사와 격차는 더욱 벌어질 것으로 보인다.

30일 삼성전자는 평택 반도체 2공장이 본격 가동된다고 밝혔다. 해당 라인에서는 3세대 10나노급(1z) LPDDR(Low Power Double Data Rate)5 모바일 D램 등이 생산된다. 업계 최초로 EUV 적용한 메모리 제품이다.

EUV는 파장 길이가 13.5나노미터(nm)로 최신 공정에 활용된다. 이전 공정에 사용되는 불화아르곤(ArF) 대비 14배 짧다. 짧은 파장 덕분에 미세한 회로를 그리는 데 적합하다. 얇은 붓을 쓰면 섬세한 그림을 그릴 수 있는 것과 같은 원리다.

삼성전자의 EUV는 파운드리 사업에서 출발했다. 7나노 라인을 구축하는 과정에서 처음으로 도입했다. 이를 계기로 파운드리 후발주자였던 삼성전자는 확실한 2위로 올라섰다. 파운드리 1위 TSMC도 발 빠르게 EUV 라인을 갖추면서, 관련 시장은 양강 체제로 굳혀졌다.

삼성전자는 EUV 적용 이후 5나노 기반 제품까지 생산 가능한 상태에 이르렀다. EUV 전용라인도 갖췄다. 현재 4나노 및 3나노 개발이 한창이다. 향상된 제조 기술력을 통해 퀄컴, IBM 등 글로벌 기업을 고객사로 맞이했다.

지난 13일에는 7나노 EUV 시스템반도체에 3차원(3D) 적층 패키지 기술 ‘X-Cube(eXtended-Cube)’를 적용했다고 밝혔다. 이는 전공정을 마친 웨이퍼 상태의 칩을 위로 얇게 적층해 하나의 반도체로 만드는 기술이다. 통상 시스템반도체는 로직 부분과 임시저장공간을 하나의 칩에 평면으로 나란히 배치해 설계한다. X-Cube를 도입하면 각각을 설계 및 생산해 위로 적층할 수 있다. 칩 면적을 줄이고, 고객의 설계 자유도를 높일 수 있다. 후공정 분야까지 기술 발전에 성공한 셈이다.

EUV 강화를 위한 협력사 지원에도 나섰다. 삼성전자는 최근 에스앤에스텍에 659억원을 투자했다. 이 회사는 블랭크마스크와 펠리클을 생산 및 개발한다. 각각 반도체 노광 공정에 사용되는 포토마스크 원재료, 미세입자(파티클)로부터 포토마스크를 보호하기 위해 씌우는 박막이다. 특히 EUV용 펠리클은 상용화가 되지 않은 상태다. 펠리클이 있으면 수억원에 달하는 EUV용 포토마스크를 3~5회 더 사용할 수 있다.

일련의 노력이 메모리에서도 결실을 본 것으로 보인다. 인텔, SK하이닉스 등도 EUV 도입을 준비 중이지만 아직이다. 평택 라인 가동에서 앞서 삼성전자는 지난 3월 1세대 10나노급(1x) DDR4 D램 샘플 100만개 이상을 공급한 바 있다. 이는 PC, 서버 등에 적용되는 제품이다. 내년에는 4세대 10나노급(1a) 제품을 양산할 예정이다.

<김도현 기자>dobest@ddaily.co.kr