반도체 전쟁, 그 끝은 어디일까?
삼성전자의 파운드리 부문에 대한 소식은 최근 한동안 좋은 이야기가 별로 없었습니다. 주가는 하락세를 타고, 3나노 수율 문제도 여전히 해결되지 않은 상황에서 많은 이들이 우려를 표하고 있습니다. 그러나 지난 몇 년간의 삼성전자의 행보를 보면, 그들이 겪었던 어려움 속에서도 수많은 기회를 잡았던 순간들이 있었죠. 그래서 오늘은 조금 더 긍정적인 관점에서, '희망회로'를 한번 돌려보려고 합니다.
2022년의 시작과 삼성전자의 '반도체 전쟁'
2022년 3월, 저는 블로그를 시작하면서 첫 번째 글로 삼성전자와 반도체 전쟁에 대해 다룬 적이 있습니다. 당시에는 삼성전자가 TSMC와 인텔을 상대로 한 치열한 경쟁에서 '수율'이 중요한 승부처가 될 것이라고 예고했죠. 그리고 그 예고는 불행하게도 지금까지도 유효합니다.
당시 삼성전자는 3나노 수율을 80%까지 끌어올려야만, 파운드리 사업에서 한발 앞설 수 있다고 판단했지만, 현재까지도 그 목표는 달성되지 않았습니다. 그리고 그 사이, 삼성전자의 주가는 5만 원대로 떨어졌습니다. 참 안타까운 상황이지만, 이 시점에서 우리가 주목해야 할 점은 바로 '펠리클'이라는 변수입니다. 이 기술이 과연 삼성전자의 수율 문제를 해결할 수 있을까요?
펠리클, 그 작은 필름이 삼성전자의 미래를 바꿀 수 있을까?
펠리클은 한마디로, '먼지 덮개'라고 불릴 수 있는 기술입니다. EUV(극자외선) 리소그래피 공정에서 필수적인 역할을 하는 이 작은 필름이 바로 삼성전자의 수율 개선에 중요한 열쇠가 될 수 있습니다. 2022년 3월, 저는 삼성전자가 펠리클 기술을 채택하면서 3나노 공정에서의 수율을 개선할 수 있을 것이라고 언급했었죠.
펠리클의 역할: 먼지를 막아라!
EUV 리소그래피 공정에서 펠리클은 포토마스크에 먼지가 붙지 않도록 보호하는 얇은 필름입니다. 이 필름의 역할은 매우 중요한데요, 왜냐하면 EUV 공정에서 빛의 손실이 크기 때문에, 펠리클을 통해 추가적인 손실을 줄여야만 더 정밀한 반도체 회로를 그릴 수 있기 때문입니다.
삼성전자는 아직 TSMC처럼 자체 제작한 EUV용 펠리클을 갖추지 못했지만, 최근에는 이를 해결하기 위해 엄청난 투자를 진행하고 있습니다. 한국의 두 펠리클 제조업체에 약 1,088억 원을 투자해 90% 이상의 투과율을 자랑하는 펠리클 개발에 나섰죠.
삼성전자의 희망을 담은 94% 펠리클
그런데 최근 들어 희망적인 소식이 들려왔습니다. 2024년 10월, 미국 캘리포니아주 몬터레이에서 열린 BACUS 2024 학회에서 삼성전자가 자신들의 펠리클 기술을 공개했습니다. 놀랍게도 삼성전자는 협력사와 함께 투과율 94%를 자랑하는 펠리클을 개발한 것입니다.
이 펠리클은 기존의 TSMC 펠리클(85%)보다 월등히 높은 성능을 자랑하며, ASML의 최신 펠리클(MK 4.0)보다도 더 우수한 성능을 보입니다. 특히, 이 펠리클은 강도도 매우 높아서 수명이 20배까지 늘어날 수 있다고 주장되고 있습니다. 이는 반도체 제조 공정에서 가장 중요한 요소 중 하나인 '내구성'을 대폭 향상시킬 수 있다는 의미입니다.
삼성전자, 수율 잡기 위한 또 다른 승부수
삼성전자는 이번 펠리클의 도입을 통해 수율을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 보입니다. 그러나 중요한 점은, 펠리클이 수율을 개선하는 데 중요한 역할을 하겠지만, 이것만으로 모든 문제가 해결되는 것은 아니라는 것입니다. 즉, 펠리클은 '필요조건'일 수는 있지만, '충분조건'은 아닙니다. 삼성전자가 수율을 대폭 향상시키기 위해서는 여전히 많은 기술적 과제가 존재할 것입니다.
하지만 이러한 연구개발이 진행되고 있다는 점은 매우 긍정적인 신호입니다. 삼성전자가 다시 한 번 반도체 분야에서 강력한 경쟁력을 가질 수 있을지, 그 가능성은 점차 커져가고 있습니다.
삼성전자의 파운드리 수율 문제를 해결하기 위한 핵심 포인트
1. 펠리클의 역할과 중요성
- 펠리클은 EUV 공정에서 빛의 손실을 최소화하고, 먼지를 차단하여 정밀한 반도체 회로를 그릴 수 있게 합니다.
- 삼성전자는 한국의 두 펠리클 제조업체와 협력하여 90% 이상의 투과율을 가진 펠리클을 개발하고 있습니다.
2. 펠리클의 성능 개선
- 삼성전자가 공개한 새로운 펠리클은 투과율 94%를 자랑하며, 기존 TSMC(85%) 및 ASML(MK 4.0, 90%)보다 우수한 성능을 보입니다.
- 강도가 매우 높아 내구성이 뛰어나며, 수명을 20배까지 늘릴 수 있는 특징을 가집니다.
3. 삼성전자의 연구개발 투자
- 삼성전자는 펠리클 제조를 위해 약 1,088억 원을 투자하고, 협력사와 함께 펠리클 기술의 상용화를 위해 빠르게 움직이고 있습니다.
삼성전자 파운드리의 미래, 어떻게 될까?
삼성전자의 파운드리 부문은 최근 몇 년간 어려움을 겪었지만, 이제는 조금씩 그 해결책을 찾아가고 있는 모습입니다. 펠리클 기술이 그 중요한 열쇠가 될 수 있으며, 이를 통해 수율 문제를 해결하고, 경쟁력을 다시 되찾을 수 있는 가능성도 존재합니다.
물론, 펠리클만으로 모든 문제가 해결되는 것은 아니지만, 기술적 혁신은 언제나 기대감을 안겨줍니다. 삼성전자가 다시 한 번 반도체 시장에서 우위를 점할 수 있을지, 그리고 한국 경제에서의 중요한 역할을 계속할 수 있을지 지켜보는 것이 흥미로운 시점입니다.
이제, 삼성전자의 파운드리 부문이 다시 한 번 '반도체의 왕좌'를 차지할 수 있을지, 그 여정에 우리는 함께할 준비가 되어 있습니다.