이 기사는 2025년 05월 15일 10시13분 thebell에 표출된 기사입니다

삼성전자와 SK하이닉스가 D램 노광 공정에 ASML의 '하이 개구수(NA) 극자외선(EUV)' 장비 도입을 미루려는 움직임을 보이고 있다. 천문학적인 장비 가격과 향후 예정된 D램 구조 변화 때문이다.

삼성전자와 SK하이닉스 2030년 이후 3D D램 양산을 계획하고 있다. 3D D램 노광 공정에는 EUV 장비가 아닌 불화아르곤(ArF) 장비를 사용할 계획이다. 이러한 이유로 칩메이커 입장에서는 하이 NA EUV 장비 도입이 부담으로 작용할 수밖에 없다.

◇차세대 메모리 '3D D램', EUV 공정 활용 안해

15일 업계에 따르면 삼성전자는 하이 NA EUV 장비를 파운드리에 선제 적용한다. D램 공정에서는 10nm 7세대 D램(1d D램)에 적용할지 버티컬채널트랜지스터(VCT) D램 양산에 활용할지 고심 중인 것으로 전해진다.

메모리 기업들이 하이 NA EUV 도입에 보수적인 스탠스로 접근하는 것은 향후 D램 로드맵 때문이다. 삼성전자와 SK하이닉스의 D램 로드맵에 따르면 메모리 아키텍처는 6F스퀘어 D램→4F스퀘어 D램→3D D램 순으로 변화할 예정이다.

이 중 3D D램 노광 공정에서는 하이 NA EUV 장비는 물론 로우 NA EUV 장비의 사용이 필요치 않다. 3D D램은 D램 셀을 낸드처럼 수직으로 적층하는 콘셉트의 메모리다. 기존 D램이 미세공정을 통해 트랜지스터를 늘려왔다면 3D D램은 수직 적층으로 트랜지스터를 확대한다. 이렇다보니 노광 공정에도 EUV 장비가 아닌 ArF 장비를 활용한다.


5000억원이 넘는 최신 장비를 도입해도 최선단 D램 양산에 사용할 수 있는 시간이 길지 않다는 이야기다. 다만 양사가 2020년대 후반 양산할 예정인 4F스퀘어 D램에는 하이 NA EUV 장비가 활용될 것으로 보인다. 삼성전자에서는 VCT D램, SK하이닉스에서는 버티컬게이트(VG) D램이라고 부르는 이 메모리 양산에는 EUV 공정이 필요하다.

SK하이닉스도 하이 NA EUV 도입에 대해 삼성전자와 유사한 스탠스를 취하고 있다. 특히 SK하이닉스는 하이 NA EUV 장비를 메모리 공정에만 활용해야 하는 만큼 삼성전자보다 더욱 신중하게 장비 도입을 검토 중인 것으로 파악됐다.

삼성전자 차세대 D램 개발 사안에 밝은 관계자는 "삼성전자가 3D D램 개발 완료 시점을 당초 2030년에서 2032~2033년으로 미룬 것으로 파악하고 있다"며 "3D D램이 완전히 새로운 구조다보니 관련 생태계 구축이 안돼 있는 상태다"라고 설명했다. 이어 "기존 수직으로 진행하던 증착과 식각을 수평으로 전환해야 하는데 이 기술적 어려움이 상당하다"며 "소재들이 등방성 성질을 지니고 있어 제어가 쉽지 않다"고 부연했다.

◇하이 NA EUV 장비, 파운드리 '1.4nm' 적용 타깃

하이 NA EUV 장비가 먼저 활용될 곳은 파운드리 공정이다. 다만 하이 NA EUV의 양산 적용까지는 시간이 다소 걸릴 전망이다. ASML은 하이 NA EUV 장비가 양산 공정에 2027년 이후에야 적용될 것으로 내다봤다.

현재 ASML로부터 하이 NA EUV 장비를 공급받은 곳은 인텔과 TSMC, 삼성전자 등 파운드리 3사다. 이 장비들은 모두 양산용 장비가 아닌 R&D용 장비다.

삼성전자 내부에서는 하이 NA EUV 장비가 파운드리 1.4nm 공정에 쓰일 것을 상정하고 공정 개발을 진행 중인 것으로 확인했다. 삼성전자는 1.4nm 공정을 2027년 양산을 목표하고 있다. 이에 따라 최근 삼성전자가 NRD-K에 셋업 중인 하이 NA EUV 장비 'EXE:5000'도 우선 R&D용으로 활용된다.

TSMC는 하이 NA EUV 장비 활용을 최대한 뒤로 미루는 중이다. 최근 행사에서 하이 NA EUV 장비를 A14(1.4nm)가 아닌 파생공정인 A14P부터 활용한다는 계획이다. 이는 하이 NA EUV 장비의 가격과 무관치 않다.