삼성전자가 7nm(나노미터) EUV 공정의 양산에 들어간다.
삼성전자는 18일 보도자료를 통해 EUV 기반의 7nm LPP (Low Power Plus) 공정 생산을 시작했다고 밝혔다.
새로운 7nm LPP(이하 7LPP) 공정은 극자외선(EUV)을 이용한 리소그래피 기술을 도입해 20% 더 높은 성능 또는 50% 더 낮은 전력 소비로 면적 효율성을 최대 40%까지 증가시켜 훨씬 적은 수의 레이어로 더 나은 수율을 제공하는 것이 특징이다.
삼성전자에 따르면 기존 공정에 사용된 ArF(Argon Fluoride) 액침 노광 기술 파장이 193nm로 값비싼 멀티 패터닝 마스크 세트가 필요했지만, EUV는 13.5nm 파장의 빛을 이용해 실리콘 웨이퍼를 노출시키게 된다.
이를 통해 ArF 기술로 최대 4개의 마스크가 필요했던 실리콘 웨이퍼를 EUV를 사용하면 단일 마스크를 사용해 동일한 레이어를 만들 수 있다. 결과적으로 7LPP 공정은 EUV 기술이 들어가지 않은 기존 공정과 비교해 총 마스크 수를 약 20%까지 줄일 수 있어 고객의 시간과 비용을 절약할 수 있다.
EUV 리소그래피 기술은 또한 다중 패터닝 복잡성을 줄임으로써 설계 생산성을 향상시키면서 성능 향상과 저전력 및 면적 크기를 줄여준다.삼성전자 7nm LPP 기술은 이전의 10nm FinFET과 비교할 때 레이어 수 감소와 수율 개선으로 공정 복잡성을 크게 줄여줄 뿐만 아니라 20% 높은 성능 또는 최대 50% 낮은 전력 소비로 면적 효율성을 최대 40%까지 향상시킨다.
삼성전자는 2000년대 EUV 연구 개발을 시작해 업계 최고의 EUV 설비 공급 업체(ASML)와 협력 관계를 통해 EUV 웨이퍼의 안정성을 보장하기 위해 제조 시설에 완전히 새로운 장비를 도입함으로써 탁월한 진전을 이루었으며 초기 EUV 생산은 화성에 위치한 삼성 S3 Fab에서 시작한다고 밝혔다.
또한 차세대 칩 설계를 위해 대량 생산이 필요한 고객을 위해 2020년까지 새로운 EUV 라인을 통해 추가 용량을 확보할 것이며, EUV 마스크에서 조기 결함 탑지를 수행하는 고유한 마스크 검사 도구와 같은 독점적인 기능을 개발해 제조 초기에 그러한 결함을 제거할 수 있게 했다고 설명했다.
그 밖에 삼성 고급 파운드리 생태계(Samsung Advanced Foundry Ecosystem, SAFE)를 통해 고객이 새로운 플랫폼에서 제품을 개발할 수 있도록 고성능 및 고밀도 표준 셀에서부터 HBM2/2e 메모리 인터페이스 및 112G SerDes 인터페이스에 이르기까지 고객이 7LPP에서 설계를 구현할 수 있도록 도울 것이라고 덧붙였다.
한편, 삼성전자가 이 같이 7nm 공정에서 EUV 기술 도입을 강조한 것은 파운드리 경쟁 업체인 TSMC를 의식한 것으로 보인다. TSMC는 올해 본격적인 7nm 양산을 시작해 여러 기술 기업들의 제품을 생산하고 있지만 EUV 기술을 도입한 공정은 아니었다.
그러나 TSMC 역시 최근 EUV 기술을 적용한 2세대 7nm 기술(N7+) 테이프 아웃을 마쳤으며 내년 상반기에 5nm 공정 양산 준비에 들어갈 예정이라 파운드리 시장에서는 TSMC가 선두 자리를 계속 유지할 것으로 보인다.
다만 또 다른 경쟁 업체인 글로벌 파운드리가 7nm 공정 도입을 무기한 연기한 상황이고, 아직 14nm 공정에 머물고 있는 인텔을 비롯해 애플, 퀄컴, 엔비디아, AMD 등 7nm 공정을 원하는 기술 기업들은 계속 늘고 있어 삼성전자가 예정대로 7LPP 양산을 시작하면 자체 수요 외에 파운드리 고객을 확보하는데 문제가 없을 것으로 예상된다.
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