반도체 업계가 극자외선(EUV) 장비 확보에 사활을 걸고 있다. 초미세 반도체를 만들기 위한 유일한 방법이지만, 네덜란드 ASML만 생산할 수 있어 공급이 크게 부족한 이유다. 여전히 대안이 없어 EUV 쟁탈전은 한동안 지속될 전망이다.

26일 업계에 따르면 EUV 장비 주문에서 공급까지 걸리는 시간(리드타임)은 2년 안팎이다. 지난해에도 1년여가 걸렸지만, 코로나19에 따른 반도체 공급난에 주문까지 폭증하면서 2배 가까이 길어졌다.

이에 따라 반도체 업계 투자 확대 에도 차질이 빚어질 수 있다는 우려가 커진다. 최근 들어 글로벌 업계가 잇따라 대규모 투자를 발표했지만, 장비를 들이지 못해 일정을 늦출 수 있다는 것.

EUV는 극자외선 광원을 활용한 반도체 식각 장비다. 웨이퍼에 미세한 레이저를 쏴 회로를 새기는 역할을 한다. 파장이 13.5나노미터에 불과해 종전까지 사용됐던 불화아르곤(ArF)의 파장인 193나노미터보다 훨씬 미세하게 반도체를 만들 수 있다. 때문에 파운드리에서는 7나노, D램에서는 14나노 전후부터는 EUV 장비 사용이 필수로 자리잡았다.

EUV가 완벽한 장비는 아니다. 장비 값만 대당 5000억원에 달하는데다가, 운용 난이도가 너무 높아 수율을 확보하기 좀처럼 쉽지 않다. 전력 소모량이 큰 것도 문제로 지적된다.

그러나 별다른 대안이 없다. 일본 니콘이 심자외선(DUV)을, 캐논이 나노 임플란트 리소그래피(NIL) 등 새로운 방식을 고안해내기도 했지만, 비용이 다소 저렴할 뿐 파장도 크고 안정성도 낮아 제대로 쓰이지 못했다. 그나마 DUV가 10나노 안팎의 공정에서 실용성을 입증하면서 보급을 확대하는 중이다.

EUV 장비를 만드는 회사가 네덜란드 ASML 뿐이다. ASML이 반도체 업계 '슈퍼 을'로 불리는 이유다. 처음 EUV 장비를 도입한 삼성전자를 비롯해 TSMC와 SK히이닉스가 EUV 장비로 최선단 제품을 양산하고 있다. 뒤늦게 EUV를 도입할 미국 마이크론과 파운드리 사업에 진출한 인텔까지 장비 확보를 본격화하면서 각자 전방위적으로 ASML에 빠른 공급을 요청하는 것으로 알려졌다.

특히 미세 공정 경쟁이 더 치열해진 파운드리 부문에서는 EUV 장비 확보가 성패를 좌우할 요소로까지 평가받는다. TSMC가 안정적으로 선단 공정 수율을 확보할 수 있었던 이유도 EUV 장비를 대거 확보해놨기 때문이라는 분석. 인텔도 안정적으로 파운드리 양산을 시작하기 위해 EUV 확보에 사활을 건 모습이다.

차세대 반도체에서도 EUV 쟁탈전은 더 치열해질 전망이다. EUV 장비가 2나노부터는 양산이 쉽지 않을 것이라는 분석, D램도 10나노 전후부터는 더블패터닝에 돌입할 것으로 예상되면서 ASML은 2025년부터 렌즈를 개선한 하이NA EUV 출고를 시작할 예정이다. 일찌감치 인텔이 '옹스트롬' 시대를 선언하며 하이NA EUV 장비 도입을 선언한 가운데, TSMC도 장비를 확보한 것으로 알려졌다. 이재용 삼성전자 부회장이 최근 ASML을 방문한 이유도 하이NA EUV 확보 목적이 있었던 것으로 추정된다.

반도체 업계 관계자는 "EUV가 단점이 많긴 하지만 최선단 반도체를 만들기 위해서는 대안이 없다"며 "반도체 수요가 늘어나면서 EUV를 도입하는 업체가 더 많아지는 데다가 수율을 높이기 위해서는 더 많은 장비를 필요로 하는 만큼 EUV 중요성은 더 높아질 수 밖에 없다"고 말했다.