1. 대당 수천억 원, 그래도 못 사서 안달인 기계
세상에서 가장 비싼 기계 중 하나가 반도체 공장에 있습니다. 네덜란드 ASML이 만드는 EUV 노광장비입니다. 한 대에 수천억 원, 최신형은 5천억 원을 넘는데도 삼성전자, TSMC, 인텔이 서로 먼저 받겠다고 줄을 섭니다. 이재용 회장이 직접 네덜란드로 날아가 ASML 경영진을 만나는 것이 뉴스가 될 정도입니다. 도대체 이 기계가 뭐길래 갑과 을이 뒤바뀐 걸까요?
2. 노광이 뭔지부터: 빛으로 회로를 그리는 일
8대 공정 글에서 다뤘듯, 노광(포토)은 웨이퍼에 빛을 쏘아 회로 밑그림을 새기는 공정입니다. 사진 인화와 비슷한 원리인데, 문제는 그려야 할 회로가 상상을 초월하게 작다는 점입니다. 최첨단 반도체의 회로 선폭은 수 나노미터(nm), 머리카락 굵기의 만분의 일 수준입니다.
여기서 물리학의 벽이 등장합니다. 가는 선을 그리려면 가는 펜이 필요하듯, 미세한 회로를 그리려면 파장이 짧은 빛이 필요합니다. 붓으로 세밀화를 그릴 수 없는 것과 같은 이치입니다.
3. EUV: 기존보다 14배 얇아진 펜
기존 노광장비는 파장 193나노미터의 빛(DUV, 심자외선)을 썼습니다. 이 빛으로 더 작은 회로를 그리려고 같은 자리에 여러 번 나눠 그리는(멀티 패터닝) 꼼수까지 동원했지만 한계에 부딪혔습니다.
EUV(극자외선)는 파장이 13.5나노미터로, 기존 빛의 약 14분의 1입니다. 펜이 14배 얇아진 셈이라 한 번에 훨씬 미세한 회로를 그릴 수 있습니다. 7나노 이하 최첨단 공정에는 사실상 EUV가 필수이고, 그래서 최첨단 칩 경쟁은 곧 EUV 확보 경쟁입니다.
문제는 이 빛을 만드는 것 자체가 극한 기술이라는 점입니다. 진공 속에서 주석(錫) 방울에 강력한 레이저를 초당 수만 번 쏘아 플라즈마를 만들어야 EUV 빛이 나옵니다. 게다가 이 빛은 공기나 일반 렌즈에도 흡수돼버려서, 초정밀 거울 수십 장으로 반사시켜 웨이퍼까지 전달합니다. 이 거울의 표면 오차는 원자 몇 개 수준까지 관리됩니다.
4. ASML은 어떻게 ‘슈퍼 을’이 됐나
이 극한 기술을 상용화한 회사가 전 세계에서 ASML 하나뿐입니다. 수십 년간 수십조 원을 쏟아부어 독일 자이스(초정밀 광학), 미국 사이머(광원) 등 수천 개 협력사의 기술을 집대성한 결과라, 후발주자가 따라잡는 것이 사실상 불가능한 구조입니다.
그 결과 시장 구도가 뒤집혔습니다. 보통 장비 회사는 고객인 반도체 대기업에 을이지만, ASML은 생산량이 연간 수십 대에 불과한 EUV를 누구에게 먼저 줄지 결정하는 위치입니다. 그래서 붙은 별명이 슈퍼 을입니다. 반도체 기업 총수들이 직접 찾아가는 이유이고, 미국이 중국의 반도체 굴기를 견제할 때 가장 먼저 막은 것도 ASML 장비의 중국 수출이었습니다. 장비 하나가 지정학의 지렛대가 된 셈입니다.
5. 투자 관점: EUV 생태계 읽는 법
EUV를 알면 보이는 투자 포인트가 몇 가지 있습니다.
첫째, ASML 실적은 반도체 투자의 선행지표입니다. 반도체 기업들이 장비를 주문해야 2~3년 뒤 공장이 돌아가므로, ASML의 수주 잔고는 업계 전체의 투자 심리를 보여주는 온도계로 통합니다. 사이클 글에서 다룬 ‘투자 신호’의 대표 지표인 셈입니다.
둘째, 국내에도 EUV 생태계가 있습니다. EUV 도입이 늘수록 함께 주목받는 국내 기업들이 있습니다. EUV용 포토레지스트를 개발하는 동진쎄미켐, EUV 마스크를 보호하는 펠리클 관련 에프에스티, 검사장비 쪽 파크시스템스 등이 관련주로 거론됩니다. 다만 EUV 소재·부품은 기술 장벽이 높아 실제 매출 기여도는 기업마다 차이가 크니, 테마로 묶였다고 다 같은 수혜주는 아니라는 점을 유의해야 합니다.
셋째, 삼성전자와 TSMC의 파운드리 경쟁도 결국 EUV 싸움입니다. 누가 EUV를 더 많이 확보하고 더 잘 다루느냐가 첨단 공정 수율을 좌우합니다. 차세대 장비인 하이 NA EUV(개당 가격이 더 비싼 신형)를 누가 먼저 도입해 안정화하느냐도 관전 포인트입니다.
정리
EUV는 “더 작게 그리려면 더 얇은 펜이 필요하다”는 단순한 원리 위에 인류 정밀공학의 정점이 올라간 장비이고, ASML은 그 펜을 혼자 파는 회사입니다. 노광이 8대 공정 어디에 위치하는지 궁금하시다면 [반도체 8대 공정 쉬운 정리]를, 삼성과 TSMC가 왜 경쟁하는지는 [파운드리 vs 팹리스 vs IDM]을 함께 읽어보세요.
자주 묻는 질문
Q. EUV 노광장비는 왜 그렇게 비싼가요?
A. EUV 빛을 만들기 위해 진공 속에서 주석 방울에 강력한 레이저를 초당 수만 번 쏘아 플라즈마를 생성해야 하고, 이 빛은 공기나 일반 렌즈에도 흡수되기 때문에 원자 몇 개 수준의 오차까지 관리되는 초정밀 거울 수십 장으로만 전달할 수 있습니다. 독일 자이스, 미국 사이머 등 수천 개 협력사의 극한 기술이 집약된 결과이고, 연간 생산량이 수십 대에 불과해 최신형 기준 5천억 원을 넘습니다.
Q. EUV와 기존 DUV 노광장비는 어떻게 다른가요?
A. 기존 DUV 장비는 파장 193나노미터의 빛을 사용합니다. EUV는 파장이 13.5나노미터로 기존의 약 14분의 1 수준입니다. 펜이 14배 얇아진 셈이라 한 번에 훨씬 미세한 회로를 그릴 수 있고, 7나노 이하 최첨단 공정에서는 EUV가 사실상 필수입니다. DUV로 더 작은 회로를 구현하려면 같은 자리에 여러 번 나눠 그리는 멀티 패터닝이 필요했는데, 이 방식도 결국 한계에 부딪혔습니다.
Q. ASML이 ‘슈퍼 을’로 불리는 이유는 무엇인가요?
A. EUV 노광장비를 상용화한 회사가 전 세계에서 ASML 하나뿐이고, 연간 생산량도 수십 대에 불과합니다. 삼성전자·TSMC·인텔 같은 대형 반도체 기업들이 오히려 장비를 먼저 받으려고 경영진이 직접 네덜란드까지 찾아갈 정도입니다. 보통은 장비 회사가 반도체 대기업에 을이지만, ASML은 누구에게 먼저 공급할지 결정하는 위치여서 ‘슈퍼 을’이라는 별명이 붙었습니다.
Q. 국내 EUV 관련주로 거론되는 기업은 어디인가요?
A. 본문에서 언급된 국내 기업으로는 EUV용 포토레지스트를 개발하는 동진쎄미켐, EUV 마스크 보호용 펠리클 관련 에프에스티, 검사장비 분야의 파크시스템스가 있습니다. 다만 EUV 소재·부품은 기술 장벽이 높아 실제 매출 기여도가 기업마다 크게 다르므로, 테마로 묶였다고 모두 같은 수혜주로 볼 수는 없다고 글에서 강조하고 있습니다.
이 글은 정보 제공을 목적으로 작성되었으며, 특정 종목의 매수·매도 추천이 아닙니다. 투자에 대한 판단과 책임은 투자자 본인에게 있습니다.
참고 자료