(현대차증권 스몰캡 곽민정)
반도체 EUV 산업(비중 확대)
EUV: 나노프로세싱의 핵심을 열다
삼성전자·TSMC·인텔이 주도하는 EUV 시장
– 전 세계적으로 클라우드, 통신, AI, 인텔리전트 엣지는 디지털 기술의 4대 동인이며 세계는 점점 더 디지털화되고 있습니다. 이러한 디지털화(DX) 트렌드로 인해 데이터 용량이 폭발적으로 증가하고 있으며, 등 대용량 정보의 고속 처리에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 이와 같은 더 많은 정보를 처리하기 위해 EUV 프로세스가 도입되기 시작했습니다. 글로벌 반도체 산업의 경쟁 국면에서 기술적으로 가장 중요한 요소 중 하나는 최첨단 공정, 특히 초미세 패터닝 공정입니다. 초미세 구조화 공정은 반도체 기판에 인쇄된 전자회로의 물리적 선폭을 EUV 광원으로 10nm 이하로 줄여 실리콘 웨이퍼에 집적하는 기술을 말한다. 반도체 공정이 물리적 한계에 부딪히면서 초미세 EUV 공정 확보를 위한 기술 전쟁은 2030년 이후 반도체 산업 패러다임을 정의하는 일격이 될 것이다. 현재 TSMC와 삼성전자만이 글로벌 반도체 업체 중 5nm 이하의 초미세 패터닝 장벽을 깼고, 인텔은 high-NA에 EUV 공정 도입을 시도하고 있다.
EUV 공정의 필수 요소 – EUV-PR, EUV 블랭크 마스크, 펠리클, 검사 장비
– EUV는 Foundry, Storage 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 EUV 투입량이 증가함에 따라 Wafer 및 Reticle에 대한 추가적인 검사 장비가 필요하며 EUV-PR, EUV Blank Mask, Pellicle이 핵심 요소임 패터닝 과정. 로직(Foundry)의 경우 7nm는 평균 10개 이상의 EUV 레이어가 필요하며, 5nm는 20배 이상 많은 EUV 레이어가 필요할 것으로 예상됩니다. 3nm 공정에는 약 25개의 EUV 레이어가 필요한 것으로 알려져 있습니다. DRAM의 경우 1y, 1z 노드에는 1-2개의 EUV 레이어가 필요하고 1a에는 3-5개의 EUV 레이어가 필요합니다. 적용된 레이어가 증가함에 따라 관련 필수 펠리클도 증가합니다. 5nm의 경우 EUV 노광 시 발생하는 결함의 최대 허용 크기는 ~50nm이며, 파티클 제어는 노광 공정의 핵심이 파티클 오염 제어에 달려 있을 정도로 중요합니다. 이를 위해 반도체 산업에서는 두 가지 형태를 사용합니다. 1) 입자가 마스크 표면에 거의 도달하지 않도록 가능한 한 입자를 제어하거나 2) EUV 펠리클을 사용합니다. 반도체 칩의 미세화에 따라 가는 선의 폭도 줄어들고 있어 공정에서 발생하는 결함을 줄이기 위해 펠리클의 사용이 점차 늘어날 것이다.
EUV 블라인드 마스크 시장 개화
– 2021년 글로벌 EUV 블랭크 마스크 시장은 1억 6,005만 달러로 전년 대비 약 13% 성장할 전망이다. EUV 블랭크 마스크는 제조 공정 난이도가 높고 일본 H사가 특정 고객사를 대상으로 제품을 독점하고 있어 단가 협상이 쉽지 않다. 한편 국내 반도체 업체들은 일본 H사의 EUV 블랭크 마스크를 100% 사용하고 있으며, H사의 글로벌 블랭크 마스크 시장점유율은 70%다. 하지만 국내 반도체 업체들은 공급 안정성 확보를 위해 생마스크 공급업체 이중화를 추진했고, 일본 A사는 2023년 세계 시장점유율 20%를 확보해 일본 업체 이중화로 이어진다. 일본 A사는 2022년 1월 EUV 블랭크 마스크 생산능력을 2배로 늘리기 위해 신규 생산시설을 증설하고 있으며, 2025년까지 시장점유율을 50%까지 끌어올리는 것을 목표로 하고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론이 10나노급 5·6급 D램 제품으로 넘어갈 때 EUV 공정을 양산·적용하겠다고 밝힌 만큼 EUV 블랭크 마스크 원가는 기하급수적으로 늘어날 전망이다. 국내 EUV 업체 중에는 EUV 펠리클과 EUV 더미마스크 양산을 앞둔 에스앤에스텍과 EUV PR, 동진쎄미켐, EUV 검사장비 파크시스템즈 등이 수혜를 입을 것으로 보인다.
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