삼성전자가 네덜란드 반도체 노광설비 기업 ASML이 주도하는 ‘대형 마스크 컨소시엄(Large Size Mask Consortium)’에 참여하고 차세대 12인치 포토 마스크 공동 개발에 나선다.

‘대형 마스크 컨소시엄’은 현재 반도체 노광설비에 사용되는 6인치 를 12인치로 전환하기 위한 협의체로 노광설비와 포토 마스크 관련 글로벌 기술 동향을 함께 모니터링하고 12인치 포토 마스크 개발을 목표로 공동 연구, 표준 개발 등의 협력 활동을 펼칠 계획이다.

포토 마스크란 미세 회로 패턴을 정교하게 새긴 정밀 ‘마스크(틀)’로 노광설비 내에서 빛을 통해 웨이퍼에 설계된 패턴을 새기는 필수 도구이며 회로를 새기는 정밀도가 반도체 성능과 수율을 결정짓는다.

그 동안 반도체 노광 공정에는 6인치 마스크가 사용되어 왔으나 High NA EUV 도입과 함께 12인치 마스크로 전환할 경우 나누어 새기고 이를 연결하는 작업(stitching) 제약을 해소할 수 있어 팹 생산성을 높이고 칩 제조 비용을 낮출 수 있다.

특히 설계 단계에서 수백억 개의 트랜지스터를 정밀하게 배치하는 첨단 반도체의 경우 12인치 마스크를 통해 High NA EUV 설비의 이점을 온전히 활용할 수 있어 보다 경제적으로 생산이 가능하다.

삼성전자는 메모리 및 파운드리 제조 두 분야에서 업계를 선도해 온 기업으로서 오랜 EUV 사용 경험과 기술 리더십을 바탕으로 12인치 포토마스크 전환에 있어 핵심적인 역할을 수행할 것으로 기대된다.

2028년 업계 최초로 메모리 제조에 High NA EUV 도입 추진

한편, 삼성전자는 ASML과 2028년까지 첨단 D램 제조에 차세대 노광 설비 High NA EUV 도입을 위한 협력도 강화할 계획이다.

이번 양사의 협력은 High NA 기술이 첨단 메모리 제조에도 적용될 준비가 되었다는 것을 의미하며, 더욱 정밀한 패터닝을 통해 D램 미세화 로드맵을 연장하고 공정 단순화와 생산성 제고를 동시에 실현할 수 있을 것으로 기대된다.

삼성전자와 ASML은 그동안 쌓아온 성공적인 협력 성과를 바탕으로, 첨단 AI 반도체 제조에 요구되는 성능과 효율을 한 단계 끌어올릴 기술 개발과 도입을 더욱 앞당긴다는 계획이다.

전영현 삼성전자 대표이사 부회장은 “AI시대의 도래는 반도체 산업 패러다임을 바꾸고 있으며 밸류체인 전반에서 기술 혁신의 중요성을 더욱 높이고 있다”며 “삼성전자는 혁신 기술과 강한 파트너십을 바탕으로 파운드리와 메모리를 포함한 첨단 반도체 제조 리더십을 이어가고 ASML과의 협력을 한층 강화함으로써 ‘Next AI’를 위한 기술 기반을 마련해 나갈 것”이라고 밝혔다.

크리스토프 푸케(Christophe Fouquet) ASML CEO는 “삼성전자는 오랜 기간 ASML의 가장 중요한 혁신 파트너 중 하나로 그동안 현대 반도체 제조의 기반이 되는 기술을 함께 발전시켜 왔다”며 “AI가 이끄는 새로운 시대를 맞이하여 삼성전자와 함께 차세대 반도체 제조를 위한 혁신을 이끌어 가기를 기대한다”고 말했다.

삼성전자와 ASML은 이번 협력을 통해 기술 혁신과 장기 파트너십에 대한 공동 의지를 보여주었으며 앞으로도 첨단 메모리와 혁신적인 제조 방식 등에서 추가 협력 기회도 지속적으로 모색할 예정이다.

– 이재용 부회장과 ASML 경영진은 ▲미래 반도체 기술 트렌드 ▲반도체 시장 전망 ▲차세대 반도체 생산을 위한 미세공정 구현에 필수적인 EUV 노광 장비의 원활한 수급 방안 ▲양사 중장기 사업 방향 등에 대해 폭넓게 협의했음

이 부회장이 네덜란드 ASML 본사를 찾은 것은 지난 2020년 10월 이후 20개월 만이며, 이번 미팅에는 경계현 삼성전자 DS부문장이 배석했음

– 삼성전자는 ▲반도체 연구개발 및 투자 확대 ▲ASML과의 기술 협력 강화 등을 통해 EUV를 비롯한 차세대 반도체 생산 기술을 고도화시켜 파운드리 분야의 경쟁력을 키우고 메모리 반도체 분야의 ‘초격차’도 더욱 확대해 나갈 계획임

□ 이재용 부회장은 다음날인 15일(현지 시간)에는 벨기에 루벤(Leuven)에 위치한 유럽 최대 규모의 종합반도체 연구소 imec을 방문했음

– 이재용 부회장은 루크 반 덴 호브(Luc Van den hove) CEO와 만나 ▲반도체 분야 최신 기술 ▲연구개발 방향 등을 논의했음

이 부회장은 imec에서 최첨단 반도체 공정기술 이외에 ▲인공지능 ▲생명과학 ▲미래 에너지 등 imec에서 진행 중인 첨단분야 연구 과제에 대한 소개를 받고 연구개발 현장을 살펴보기도 했음

▲이재용 삼성전자 부회장이 14일(현지시간) 네덜란드 에인트호번에 위치한 ASML 본사에서 피터 베닝크(Peter Wennink) ASML CEO와 협력 방안을 논의했음

▲이재용 삼성전자 부회장이 14일(현지시간) 네덜란드 에인트호번에 위치한 ASML 본사에서 피터 베닝크(Peter Wennink) ASML CEO(왼쪽), 마틴 반 덴 브링크(Martin van den Brink) ASML CTO(오른쪽)와 촬영한 기념사진

▲이재용 삼성전자 부회장이 14일(현지시간) 네덜란드 에인트호번에 위치한 ASML 본사에서 피터 베닝크(Peter Wennink) ASML CEO, 마틴 반 덴 브링크(Martin van den Brink) ASML CTO 등과 함께 반도체 장비를 점검했음

▲이재용 삼성전자 부회장이 15일(현지 시간) 벨기에 루벤(Leuven)에 위치한 imec을 방문해 루크 반 덴 호브(Luc Van den hove) imec CEO와 만나 미래 기술에 대해 논의하고 연구개발 현장을 살펴봤음

이 부회장과 버닝크 CEO는 ▲7나노 이하 최첨단 반도체 생산에 필수적인 EUV(Extreme Ultra Violet) 장비 공급계획 및 운영 기술 고도화 방안 ▲AI 등 미래 반도체를 위한 차세대 제조기술 개발 협력 ▲코로나19 사태 장기화에 따른 시장 전망 및 포스트 코로나19 대응을 위한 미래 반도체 기술 전략 등에 대한 의견을 나눴다.

이 부회장은 이날 ASML의 반도체 제조 장비 생산공장도 방문해 EUV 장비 생산 현황을 직접 살펴보기도 했다.

이재용 부회장은 지난 2016년 11월에도 삼성전자를 방문한 버닝크 CEO 등 ASML 경영진을 만나 차세대 반도체 미세 공정 기술에 관한 협력 방안을 논의한 바 있으며, 2019년 2월에는 프랑스 파리에서 만나 반도체 산업에 대한 의견을 나눴다.

이번 미팅에는 김기남 삼성전자 DS부문장 부회장이 배석했다.

삼성전자는 차세대 반도체 구현을 위해 EUV 기술이 필요하다는 판단에 2000년대부터 ASML과 초미세 반도체 공정 기술 및 장비 개발을 위해 협력해 왔으며, 2012년에는 ASML에 대한 전략적 지분 투자를 통해 파트너십을 강화했다.

EUV 노광 기술은 극자외선 광원을 사용해 웨이퍼에 반도체 회로를 새기는 기술로, 기존 기술보다 세밀한 회로 구현이 가능해 인공지능(AI)·5세대(5G) 이동통신·자율주행 등에 필요한 최첨단 고성능·저전력·초소형 반도체를 만드는데 필수적인 기술이다.

삼성전자와 ASML은 EUV 관련 기술적 난제 해결을 위해 초기부터 ▲EUV에 최적화된 첨단 반도체 소재 개발 ▲장비 생산성 향상 ▲성능 개선 등 다양한 분야에서 협력을 이어 오고 있다.

삼성전자는 최근 시스템반도체에 이어 최첨단 메모리반도체 분야까지 EUV의 활용 범위를 확대해 가고 있으며, 특히 파운드리 사업이 빠르게 성장하면서 두 회사 간 협력 관계도 확대되고 있다.

한편, 이재용 부회장은 지난 1월 브라질, 5월 중국을 방문한 데 이어 코로나19가 유럽에 재확산되는 와중에 네덜란드를 찾아 글로벌 현장 경영을 이어갔다.

▲ 이재용 삼성전자 부회장이 13일(현지시간) 네덜란드 에인트호번에 위치한 ASML 본사를 찾아 EUV 장비를 살펴보는 모습. 왼쪽부터 마틴 반 덴 브링크(Martin van den Brink) ASML CTO, 이재용 삼성전자 부회장, 김기남 삼성전자 DS부문장 부회장, 피터 버닝크(Peter Wennink) ASML CEO

▲ 이재용 삼성전자 부회장이 13일(현지시간) 네덜란드 에인트호번에 위치한 ASML 본사를 찾아 EUV 장비를 살펴보는 모습. 왼쪽부터 ASML 관계자 2명, 김기남 삼성전자 DS부문장 부회장, 이재용 삼성전자 부회장, 피터 버닝크(Peter Wennink) ASML CEO, 마틴 반 덴 브링크(Martin van den Brink) ASML CTO

▲ 이재용 삼성전자 부회장이 13일(현지시간) 네덜란드 에인트호번에 위치한 ASML 본사를 찾아 EUV 장비를 살펴보는 모습. 왼쪽부터 ASML 관계자 2명, 김기남 삼성전자 DS부문장 부회장, 이재용 삼성전자 부회장, 피터 버닝크(Peter Wennink) ASML CEO, 마틴 반 덴 브링크(Martin van den Brink) ASML CTO