전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이

[광반도체 혁명] ③ AI 칩의 탄생을 가능하게 하는 포토리소그래피

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

AI 핵심 요약

beta
분석 중...
  • 황숙혜 기자가 20일 AI 반도체 핵심 공정인 포토리소그래피와 EUV 기술, ASML의 독점적 위상을 짚었다.
  • ASML은 13.5nm EUV와 8nm 구현 High-NA 장비로 최첨단 공정을 주도하며, 미국 규제로 중국은 양산 수준 EUV 확보에 난항을 겪고 있다.
  • EUV 리소그래피 시장은 AI·광통신 수요를 바탕으로 2024년 112억달러에서 2032년 487억달러 규모로 성장할 전망이다.

!AI가 자동 생성한 요약으로 정확하지 않을 수 있어요.

빛으로 반도체 회로 인쇄
태양보다 뜨거운 물리학
ASML이라는 단 하나의 병목

이 기사는 5월 20일 오후 1시22분 '해외 주식 투자의 도우미' GAM(Global Asset Management)에 출고된 프리미엄 기사입니다. GAM에서 회원 가입을 하면 9000여 해외 종목의 프리미엄 기사를 보실 수 있습니다.

[서울=뉴스핌] 황숙혜 기자 = 인공지능(AI) 반도체를 제조하는 데 필수적인 기술 중 심장부에 해당하는 것은 단연 포토리소그래피(photolithography)다.

엔비디아(NVDA)의 블랙웰이나 애플(AAPL) AI 칩, HBM(고대역폭메모리)까지 최첨단 칩을 포토리소그래피 없이 만들어 내기란 불가능하다.

전체 반도체 제조 공장의 40% 가량을 차지할 정도로 커다란 비중을 차지하는 포토리소그래피는 빛에 반응하는 감광제, 즉 포토레지스트를 웨이퍼 표면에 얇게 도포하고, 회로 청사진이 담긴 포토마스크를 통해 빛을 투과시키는 방식으로 패턴을 새기는 공정이다.

사진을 인화하듯 마스크의 패턴이 감광층에 복사되고, 현상액이 노광된 영역을 선택적으로 제거하면서 정밀한 회로 구조가 드러나게 된다.

칩의 회로 선폭, 즉 트랜지스터의 크기를 결정하는 것도, 칩의 성능과 전력 효율의 상한선을 규정하는 것도 바로 이 공정이다.

빛의 파장이 짧을수록 그리고 광학계의 개구수(Numerical Aperture, NA)가 높을수록 보다 미세한 회로를 새길 수 있는데, 이 같은 물리 법칙이 수십년에 걸친 반도체 기술 진화의 나침반이 됐다.

반도체 업계는 이런 원리를 따라 빛의 파장을 끊임없이 줄여왔다. 포토리소그래피는 수 십년에 걸쳐 진화한 기술이다.

1980~1990년대에는 수은 램프의 자외선(UV, 365nm)이 주류를 이뤘고, 이후 불화크립톤(KrF) 레이저를 활용한 심자외선(DUV, 248nm), 이어 불화아르곤(ArF) 레이저 기반의 193nm DUV로 진화했다. 193nm DUV는 이후 물을 굴절 매질로 활용하는 액침(immersion) 기술과, 하나의 층을 여러 차례 나눠 노광하는 다중 패터닝(multi-patterning) 기법으로 수명을 연장했지만 비용 상승과 공정의 복잡성 측면에서 뚜렷한 한계를 드러냈다.

ASML이 개발한 하이-NA EUV [사진=업체 제공]

DUV가 인쇄할 수 있는 최소 구조는 약 30nm 수준이다. 기존 EUV의 최소 임계 치수 13.5nm와 비교하면 레고와 듀플로의 차이라 할 수 있다. 결국 7나노 이하 공정에서의 벽을 넘기 위해서는 파장 자체를 혁명적으로 줄여야 했다.

한 단계 발전한 극자외선(EUV, Extreme Ultraviolet) 리소그래피는 13.5nm의 엑스선에 가까운 파장의 빛을 사용한다. EUV 파장의 빛은 공기 중 산소와 질소에 즉시 흡수되기 때문에 광원에서 웨이퍼에 이르는 전체 광학 경로를 고진공 상태로 유지해야 한다. 뿐만 아니라 일반 유리 렌즈는 EUV를 투과시키지 못하므로 반사경만으로 빛을 제어해야 한다.

몰리브덴과 실리콘을 수십 층 교대로 적층한 브래그 반사경(Bragg reflector)이 활용되고, 각 반사경의 표면 거칠기는 0.1nm 이하, 즉 원자 수십 개 크기 수준으로 관리돼야 한다. 이런 극한의 공학적 정밀성을 상용 양산 장비로 구현한 전세계 단 하나의 기업이 네덜란드의 ASML이다.

ASML의 EUV 장비(TWINSCAN NXE 시리즈) 한 대의 가격은 약 2억 달러에 달한다. 업체가 2024년 말부터 출하를 시작한 차세대 High-NA EUV 장비, TWINSCAN EXE:5000의 가격은 약 3억8000만달러로 알려졌다. 장비 한 대를 제작하는 데 전세계 수천 개 공급사로부터 조달한 10만개 이상의 부품이 필요하고, 완성까지 1년 이상의 기간이 걸린다. TSMC(TSM)와 삼성전자, 인텔(INTC)이 수년치 물량을 선주문하는 이유도 이 때문이다.

구조적 병목에 지정학이 맞물리면서 EUV 장비의 수출 허가 여부는 국가 간 기술 패권 경쟁의 핵심 변수가 됐다. 미국은 2019년부터 네덜란드 정부를 압박해 ASML의 대(對)중국 EUV 장비 수출을 차단했고, 2023년에는 DUV 장비 일부에 대한 수출 통제도 추가로 부과했다.

미국 싱크탱크 CNAS(Center for a New American Security)의 분석에 따르면, ASML은 DUV 장비의 약 70%를 중국 기업에 공급했을 만큼 중국 의존도가 컸지만 EUV만큼은 단 한 대도 중국에 반입되지 않았다. 2024년 12월에는 워싱턴이 추가적인 규제 허점까지 보완하며 통제를 한층 강화한 상태다.

중국도 손을 놓고 있지 않다. 2025년 말 로이터 통신은 선전의 비밀 연구팀이 EUV 광원 생성에 성공한 시제품을 만들었다고 보도했다. CNAS는 이 주장을 액면 그대로 받아들이더라도 상업적 양산 수준의 장비 완성이 2030년 이전에는 어려울 것으로 판단한다. 물리적 장벽을 넘는 것과 이를 초당 5만 회의 주석 플라즈마 생성으로 안정화하며 수율을 확보하는 양산 장비로 만드는 것 사이에는 수십 년의 공학적 축적이 요구된다는 얘기다.

현재 기술의 최전선은 개구수(NA)를 기존 0.33에서 0.55로 높인 High-NA EUV로 이동하고 있다. ASML의 TWINSCAN EXE:5000은 임계 치수(Critical Dimension) 8nm를 구현, 기존 Low-NA EUV의 13nm 대비 약 1.7배 미세한 트랜지스터와 약 3배 높은 집적 밀도를 가능하게 한다. 단일 노광(single exposure)으로 이 수준의 패턴을 찍을 수 있다는 것은 비용과 복잡성을 대폭 낮출 수 있다는 의미이기도 하다.

도입에 가장 적극적인 곳은 인텔이다. 업체는 2024년 초 ASML로부터 EXE:5000 1호기를 인도받아 자사 팹에 설치했고, 14A 공정 노드를 이 장비로 구현하겠다는 로드맵을 공개했다. ASML이 High-NA의 다음 단계인 '하이퍼-NA(Hyper-NA)'를 개발 중인 가운데 전문가들은 2032년에서 2035년 사이에 해당 기술이 등장할 것으로 전망하고 있다.

앞서 다룬 실리콘 포토닉스 칩과 CPO(Co-Packaged Optics) 소자 역시 결국 포토리소그래피의 정밀도 위에서 제조된다. 광 도파로(optical waveguide)의 선폭과 마이크로 링 공명기의 크기가 나노미터 수준으로 정밀하게 제어돼야 원하는 파장의 빛을 정확히 다룰 수 있기 때문이다.

AI 시대 빛이 데이터를 나를 뿐 아니라 빛을 나르는 칩을 만드는 데도 EUV, 즉 빛이 필요하다는 얘기다.

보도에 따르면 EUV 리소그래피 시장은 2024년 기준 약 112억6000만달러로 집계됐고, 관련 업계는 2032년까지 487억6000만달러로 성장하는 시나리오를 제시하고 있다.

 

shhwang@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
'바이백 약발' 하루 만에 주춤 [서울=뉴스핌] 고인원 기자= 미국 국채 수익률이 20일(현지시간) 전날의 급락분 일부를 되돌리며 다시 상승했고, 미 달러화도 장 초반 약세에서 벗어나 소폭 반등했다. 미 재무부가 장기 국채시장 안정을 위해 바이백(환매) 규모를 최소 두 배로 확대하고 추가 확대 가능성까지 시사했지만, 시장에서는 미국의 재정적자와 인플레이션에 대한 우려를 해소하기에는 역부족이라는 평가가 나왔다. 특히 국제유가 상승이 인플레이션 압력을 다시 높일 수 있다는 경계감이 국채 수익률을 끌어올렸다. 미국의 국가부채가 사상 처음 40조달러를 넘어선 가운데 재무부가 장기금리 상승을 억제할 경우 재정 건전성에 대한 시장의 우려가 국채 대신 달러화 약세로 나타날 수 있다는 지적도 제기됐다. 이날 벤치마크인 미국 10년물 국채 수익률은 4.5bp(1bp=0.01%포인트) 상승한 4.698%를 기록했다. 30년물 수익률은 4.4bp 오른 5.238%, 미 연방준비제도(Fed·연준)의 통화정책 전망에 민감한 2년물 수익률은 0.9bp 상승한 4.188%를 나타냈다.  미 달러화.[사진=로이터 뉴스핌] 앞서 미 재무부는 전날 10~30년 만기 장기 국채의 유동성을 지원하기 위한 바이백 규모를 회당 최소 40억달러로 두 배 확대하겠다고 밝혔다. 미국의 재정적자 확대에 대한 우려로 장기 국채 수익률이 급등하자 시장 안정에 나선 것이다. 발표 직후 10년물과 20년물, 30년물 국채 수익률은 큰 폭으로 하락했고 글로벌 국채 매도세도 진정됐다. 그러나 하루 만에 국채 수익률이 다시 상승하면서 재무부 조치의 효과가 지속될지를 둘러싼 의문이 커졌다. 스콧 베선트 미 재무장관은 이날 CNBC와의 인터뷰에서 정부의 국채 바이백 규모가 당초 발표한 40억달러보다 더 커질 수 있다며 추가 확대 가능성을 시사했다. 그는 "국채 수익률이 기초 펀더멘털을 반영하지 않고 있다"고 말했다. 그러나 시장 반응은 제한적이었다. 매뉴라이프 인베스트먼트 매니지먼트의 미국 금리·모기지 거래 책임자인 마이클 로리지오는 베선트 장관의 발언보다는 국제유가 상승이 이날 국채 수익률 반등에 더 큰 영향을 미쳤을 가능성이 있다고 분석했다. 유가 상승이 인플레이션 압력을 높이면 연준이 더욱 매파적인 통화정책을 펼칠 수 있다는 우려가 커지기 때문이다. 도널드 트럼프 미국 대통령이 이란을 지원하는 국가를 상대로 "경제 전쟁(economic warfare)"에 나설 수 있다고 경고한 것도 시장의 인플레이션 우려를 자극했다. 미국과 이스라엘이 지난 2월 시작한 이란과의 전쟁으로 원유 공급망이 충격을 받은 가운데 국제유가 상승이 물가를 다시 밀어 올릴 수 있다는 우려가 이어지고 있다. 물가에 대한 시장의 기대도 높아졌다. 미국 5년물 물가연동국채(TIPS)의 기대인플레이션율은 전날 2.289%에서 2.338%로 상승했다. 10년물 TIPS 기대인플레이션율도 2.345%를 기록해 시장이 향후 10년간 미국의 물가상승률을 연평균 약 2.3%로 예상하고 있음을 보여줬다. 이날 실시된 90억달러 규모의 30년 만기 TIPS 입찰에서는 응찰률이 2.8배를 기록해 최근 추세와 비슷한 수준의 수요가 확인됐다. 미 노동부가 발표한 주간 신규 실업수당 청구 건수는 20만건을 소폭 웃돌며 시장 예상에 부합했다. 외환시장에서도 재무부의 바이백 정책을 둘러싼 평가가 이어졌다. 전날 바이백 확대 발표 직후 급락했던 달러화는 이날 장 초반 하락분을 만회하고 소폭 상승했다. 엔화와 유로화 등 주요 6개 통화 대비 달러화 가치를 나타내는 달러인덱스는 0.06% 상승한 98.89를 기록했다. 유로화는 0.01% 하락한 1.1676달러에 거래됐다. 유로화는 장중 한때 1.171달러까지 올라 5월 14일 이후 최고치를 기록했다. 엔화는 달러 대비 0.6% 하락한 달러당 159.12엔을 나타냈다. 달러/원 환율은 한국 시간 21일 오전 7시 기준 전장 대비 6.92% 하락한 1394.80원에 거래됐다. 시장에서는 재무부가 장기 국채 수익률 상승을 억제할 경우 미국의 재정 악화에 대한 우려가 달러화 약세로 옮겨갈 수 있다는 분석이 나온다. 장기금리가 재정적자 확대를 충분히 반영하지 못한다면 달러화 가치가 하락하면서 시장의 조정이 이뤄질 수 있다는 것이다. 이 같은 움직임은 시장에서 이른바 '통화가치 희석 거래(debasement trade)'로 불린다. 정부 부채 확대와 통화가치 하락에 대비해 투자자들이 금이나 비트코인 등 대체 가치저장 수단으로 이동하는 거래를 의미한다. CIBC 캐피털마켓의 세라 잉 외환전략 책임자는 "이는 베선트 장관이 시장을 시험하고 시장이 이에 맞서고 있는 것"이라며 "앞으로 이런 발표가 더 나올 수 있지만 적어도 현재로서는 시장이 이를 그다지 신뢰하는 것 같지 않다"고 말했다.   시장에서는 연준의 향후 금리 경로에도 관심이 집중되고 있다. 전날 공개된 7월 연방공개시장위원회(FOMC) 의사록에서는 인플레이션에 대한 연준 내부의 우려가 한층 커진 것으로 나타났다. '여러' 정책위원들이 금리 인상에 나설 준비가 돼 있었으며 '많은' 위원들은 인플레이션이 연준의 목표인 2%를 향해 둔화하지 않을 경우 금리를 올릴 필요가 있다고 판단했다. 금리선물 시장은 현재 연준이 9월 기준금리를 인상할 가능성을 약 35% 반영하고 있으며, 12월까지 한 차례 이상 금리가 인상될 가능성은 67%로 보고 있다. 투자자들은 이달 말 잭슨홀 심포지엄에서 예정된 케빈 워시 연준 의장의 연설에서 향후 통화정책에 대한 추가 단서가 나올지 주목하고 있다. 암호화폐 시장에서는 비트코인이 5% 상승한 7만2524.54달러까지 오르며 6월 1일 이후 최고치를 기록했다. 재정적자 확대와 통화가치 희석에 대한 우려가 이어지는 가운데 대체 가치저장 수단에 대한 수요가 다시 부각됐다. koinwon@newspim.com 2026-08-21 07:08
사진
'동전주 상폐' 중견기업들 비상 [서울=뉴스핌] 이석훈 기자 = 동전주 퇴출 우려가 현실화하면서 중견기업 오너들이 주가와 시가총액 방어에 안간힘을 쓰고 있다. 주주환원 확대는 물론 유상증자와 주식병합 등 다양한 수단을 동원해 주가 부양과 상장 유지에 나서는 모습이다. 하지만 전문가들은 주식병합 등 단순한 주당 가격 인상만으로는 상장폐지 위험을 근본적으로 해소하기 어렵다고 지적한다. 결국 실적 개선을 통한 기업가치 제고와 시가총액 확대가 뒤따르지 않으면 상장 유지 요건을 충족하기 어려울 수 있다는 분석이다. ◆ 상폐 위기 몰린 중견기업, 주식병합·자사주 매입으로 전방위 방어 21일 업계에 따르면 거래소의 상장 유지 요건 강화로 퇴출 위기에 몰린 중견기업들이 주식병합과 주주환원 등 주가 방어책 마련에 사활을 걸고 있다. 그러나 단기적인 가격 인상이라는 임시방편만으로는 한계가 명확한 만큼, 실적 개선과 시가총액 증대가 수반되지 않으면 상장폐지를 면하기 어렵다는 지적이 나온다. [AI 인포그래픽=이석훈 기자] 퇴출 위기에 몰린 기업들이 가장 빠르게 꺼내 든 카드는 주식병합이다. 여러 주식을 하나로 합치면 기업가치나 시가총액 변동 없이 주당 가격을 병합 비율만큼 높일 수 있기 때문이다. 실제로 이번에 관리종목 지정 대상이 된 36개 종목 가운데 15개는 주식병합을 예고했다. 한화투자증권에 의하면 상장폐지 개혁안이 발표된 지난 2월 12일부터 이달 12일까지 추진된 액면병합은 276건으로, 이는 전년 동기 대비 23배 급증한 수준이다. 업계 관계자는 "액면가 500원, 주가 300원인 기업이 액면가를 2000원으로 병합하면 주가가 1200원이 되면서 동전주 요건을 피할 수 있다"며 "정부가 상장폐지 개혁 방안에 동전주 요건을 신설하면서, 이를 피하고자 많은 기업들이 주식병합을 단행하고 있다"고 말했다. 상장유지 시가총액 기준에 대응하기 위한 증자도 주요 수단으로 꼽힌다. 당초 2027년 200억원, 2028년 300억원으로 상향 예정이던 코스닥 시총 기준은 제도 개편에 따라 2026년 7월 200억원, 2027년 1월 300억원으로 가용 시점이 조기 적용됐다. 플레이그램처럼 증자를 통해 자본을 확충하려는 시도가 이어지는 가운데, 조달한 자금이 실제 사업 성과와 현금창출력 개선으로 이어질 수 있는지가 상장 유지의 관건이다. 주주환원 확대 역시 오너들이 선택하는 주요 방어 수단이다. 티쓰리는 오너 일가 주도로 2026년부터 2028년까지 총주주환원율 50%를 목표로 제시하며 자본 효율성 제고를 공식화했다. 자사주 매입과 배당 확대는 주주 가치를 높여 시장의 저평가 인식을 해소하는 데 유용한 카드가 된다. 특히 지배주주가 승계 과정까지 고려해 특정 시기에 자사주 매입과 배당을 집중할 경우, 주가 방어와 지배구조 안정화를 동시에 노린 포석으로 풀이된다. 한 중견기업 관계자는 "상장폐지 기준이 강화되면서 퇴출 위기에 몰린 기업들이 주식병합이나 증자, 자사주 매입 등 활용할 수 있는 방안을 다각도로 동원해 주가와 시가총액 방어에 나서고 있다"고 설명했다. ◆ "주식병합만으론 상폐 못 면해"…체질 개선·실질 대책 시급 문제는 이러한 조치가 실질적인 체질 개선으로 이어지지 않을 때다. 주식병합은 기업가치를 바꾸지 못하고, 증자는 지분 희석과 재무 부담을 키울 수 있다. 배당과 자사주 매입 역시 이익과 현금흐름이 뒷받침되지 않으면 일회성 부양책에 그친다는 한계가 뚜렷하다. 이에 업계에서는 단기적인 주가 부양보다 지속 가능한 수익 구조 확보가 시급하다고 지적한다. 근본적인 원인을 해결하지 않은 채 장부상 자본만 늘리는 조치는 임시방편에 불과한 만큼, 비용 절감과 사업 재편 등 실질적인 체질 개선이 병행돼야 한다는 제언이다. 업계 관계자는 "주식병합을 실시하더라도 시가총액에는 영향을 미치지 않기 때문에 상장폐지에서 자유로울 수 없다"며 "더구나 정부가 일시적 주가 부양을 통해 상폐를 회피할 수 없도록 세부 적용 기준과 시장 감시를 강화한다는 방침이기 때문에 추가적인 대책이 필요한 상황"이라고 말했다. 김대종 세종대학교 경영학부 교수도 "주식 병합만으로는 상폐를 면하기 어렵다는 것은 잘 알려진 사실"이라며 "대주주의 출자나 자사주 매입 및 소각 등을 통해 주식 가치를 올려야 할 것"이라고 설명했다. stpoemseok@newspim.com 2026-08-21 06:00
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동