- ASML 연구진이 EUV 리소그래피 장비의 광원 출력을 기존 600W에서 1,000W로 향상시키는 기술을 개발, 2030년까지 시간당 칩 생산량을 최대 50% 늘릴 수 있는 돌파구 마련
- 미국과 중국에서 ASML의 EUV 기술에 대한 경쟁자가 등장하는 가운데, 이번 기술 발전은 장비의 가장 난도 높은 부분인 광원 기술에서의 우위를 확고히 하려는 시도
- 핵심 기술은 주석 방울 수를 초당 약 10만 개로 두 배 늘리고, 기존 단일 레이저 버스트 대신 두 번의 소형 레이저 버스트로 플라즈마를 형성하는 방식
- 시간당 웨이퍼 처리량이 현재 220장에서 2030년까지 약 330장으로 증가 전망이며, 이는 칩당 생산 비용 절감으로 직결
- 1,000W 달성에 사용된 기술을 기반으로 1,500W까지의 경로가 명확하며, 2,000W 도달에도 근본적 장벽이 없다는 평가
EUV 광원 출력 1,000W 달성
- ASML의 EUV 광원 수석 기술자 Michael Purvis는 이번 성과가 단기 시연이 아니라 고객 환경과 동일한 조건에서 1,000W를 생산할 수 있는 시스템이라고 강조
- EUV 광원의 출력이 높아지면 실리콘 웨이퍼의 노출 시간이 단축되어, 동일 시간에 더 많은 칩 생산 가능
- ASML NXE 라인 담당 부사장 Teun van Gogh에 따르면, 고객사들이 훨씬 낮은 비용으로 EUV를 계속 사용할 수 있도록 하는 것이 목표
기술적 원리
- ASML의 EUV 장비는 13.5나노미터 파장의 빛을 생성하기 위해 용융 주석 방울을 챔버 내에서 대형 CO₂ 레이저로 가열해 플라즈마 상태로 전환
- 이 플라즈마는 태양보다 뜨거운 초고온 상태이며, 여기서 방출된 EUV 광을 독일 Carl Zeiss AG가 공급하는 정밀 광학 장비로 수집해 칩 인쇄에 활용
- 이번 발전의 핵심은 두 가지:
- 주석 방울 수를 초당 약 10만 개로 두 배 증가
- 기존 단일 성형 버스트 대신 두 번의 소형 레이저 버스트로 플라즈마 형성
- Colorado State University의 레이저 기술 전문가 Jorge J. Rocca 교수는 "많은 기술을 동시에 마스터해야 하는 매우 도전적인 과제"이며, 1kW 달성은 "상당히 놀라운 성과"라고 평가
생산량 및 비용 영향
- 2030년까지 각 장비의 시간당 웨이퍼 처리량이 현재 220장에서 약 330장으로 증가 예상
- 웨이퍼 한 장에는 칩 크기에 따라 수십 개에서 수천 개의 칩이 배치 가능
- 광원 출력 증가는 노출 시간 단축 → 시간당 처리량 증가 → 칩당 비용 절감으로 이어지는 구조
경쟁 환경과 전략적 의미
- ASML은 현재 상용 EUV 리소그래피 장비의 세계 유일한 제조사이며, TSMC, Intel 등 주요 반도체 기업이 첨단 칩 생산에 활용
- 미국 양당 정부가 네덜란드와 협력해 중국으로의 EUV 장비 수출을 차단해 왔으며, 이에 중국은 자체 장비 개발을 위한 국가적 노력 착수
- 미국 내에서는 Substrate과 xLight 두 스타트업이 ASML 기술의 미국 대안 개발을 위해 수억 달러를 조달, xLight는 트럼프 행정부로부터 정부 자금도 확보
- ASML은 이번 기술 공개를 통해 잠재적 경쟁자들과의 기술 격차를 더욱 벌리려는 전략
향후 발전 가능성
- 1,000W 달성에 사용된 기술이 향후 지속적 발전의 기반이 될 것으로 판단
- 1,500W까지의 경로가 비교적 명확하며, 2,000W 도달에도 근본적인 이유로 불가능한 점은 없다는 평가