삼성전자가 경기도 화성 반도체 공장 단지 내 '극자외선(EUV) 노광장비' 전용 생산라인을 건설,
이르면 2019년 초에 10나노 초반의 미세공정을 적용한 차세대 D램을 생산하는 방안을 유력하게 검토하고 있는 것으로 전해졌다.
호황을 이어가고 있는 D램 시장에서 경쟁사와 미세공정 기술 격차를 벌리는 동시에 수익성을 확보하기 위한 것으로 풀이된다. 28일 업계에 따르면 삼성전자는 화성 단지 17라인 주변 주차장 터에 이르면 내달 EUV 전용 새 라인을 착공하고,
여러 대의 EUV와 클린룸 장비를 집중 설치해 2019년부터 가동할 예정이다.
이 EUV 전용 라인을 기존 7개 반도체 생산라인과 컨베이어 벨트 등으로 연결해 운영하는 방안을 검토 중인 것으로 알려졌다.
삼성전자 화성 반도체 단지에는 D램과 낸드플래시는 물론 파운드리(반도체 위탁생산) 라인도 있다. 이는 삼성전자가 EUV를 파운드리(반도체 위탁생산) 공정뿐 아니라 D램 등 메모리반도체에도 활용하기 위한 것으로 보인다.
삼성전자는 EUV를 활용해 오는 2019년 업계 최초로 10나노 초반의 D램을 생산할 수 있을 것으로 예상된다. 현재 반도체 회로 선을 그리는 노광 장비는 빛 파장이 193나노인 불화아르곤(ArF) 엑시머 레이저와
액침을 쓰는데 물리적으로 한 번에 그릴 수 있는 회로선폭이 38나노에 그친다.
이를 극복하기 위해 회로 패턴을 두 세 번 나눠 그리는 방식으로 미세공정을 강화했지만, 10나노 이하 D램를 구현하기 어렵다는 게 업계 중론이다.
EUV 노광장비는 가시광선보다 짧은 13.5㎚ 빛 파장을 이용해 회로 선폭을 크게 줄일 수 있어 10나노 이하 미세공정을 가능케 한다. 최근 화성시는 삼성전자 화성 생산라인 증설에 대한 교통영향심사 심의를 통과시켰다.
이에 따라 삼성전자는 남은 인허가 등 행정 절차를 거쳐 이르면 내달 바로 증설 공사에 들어갈 것으로 전해졌다. 삼성전자에 정통한 업계 관계자는 "기본적으로 EUV는 7나노 파운드리 공정에 쓰이겠지만, 일부는 D램 생산용으로 돌릴 수 있다"며
"다만 기존 패터닝 포토 공정에 비해 웨이퍼 생산속도가 느린 만큼, 수익성을 확보할 방안을 찾을 수 있을지가 관건"이라고 말했다.
삼성전자는 정확히 몇 대의 EUV 장비를 설치할지 공개하지 않았다. 다만 업계에 따르면 4~8대가 설치될 것으로 전해졌다. 삼성전자는 작년 10월부터 양산 중인 18나노 D램까지는 기존 노광장비로 회로를 여러 번 겹쳐 그리는 더블·쿼드 패터닝 공정을 쓰고 있는데,
아직 10나노 중반대 D램 출시 계획은 공개하지 않고 있다.
업계는 삼성전자가 이미 10나노 초반 D램 양산 기술을 준비해놨지만, EUV를 어느 시점에 도입할지 고민하고 있는 것으로 알려졌다.
네덜란드 ASML이 독점 생산하는 EUV는 초미세 선폭을 그리는 데 유리하지만, 대당 가격이 수천 억원이고 공정 속도가 느리다는 단점이 있다. 이런 단점에도 삼성전자가 EUV를 적용한 10나노 초반 D램 양산을 검토하는 이유는 모바일·서버용 D램 시장 지배력을 유지하기 위한 것으로 풀이된다.
시장조사업체 D램익스체인지에 따르면 삼성전자의 3분기 모바일·서버용 D램 시장 점유율은 각각 58.3%, 45.9%로, 전체 D램 점유율인 45.8%보다 높다.
삼성전자 3분기 D램 영업이익률은 62%나 된다. 이와 관련해 SK하이닉스 등 경쟁사도 비슷한 고민을 하고 있다.
SK하이닉스는 10나노 후반 D램을 올 4분기에 시작하고, 이후 10나노 중반 D램 연구개발을 내년 하반기 완료할 계획이다.
하지만 하이닉스는 EUV 도입 계획에 대해서는 말을 아꼈다.