TSMC·삼성, High-NA 채택 확정 — 그리고 그 값을 하게 만들 포토마스크 재설계까지

TSMC와 삼성이 ASML의 High-NA EUV 노광 장비 도입을 확정했다 — 삼성 2028년, TSMC 2030년. AI용 첨단 칩 수요 증가가 배경이다. 인텔은 먼저 채택해 이미 장비를 가동 중이다. 별도로 SPIE BACUS 학회를 앞두고 ASML과 TSMC는 포토마스크를 현행 6인치에서 12인치로 옮기는 산업 공동 이니셔티브를 발표했고 삼성과 인텔이 합류했다. 2031년 12인치 마스크 파일럿 라인, 2033년경 첨단 노드 양산이 목표다. 이유는 처리량이다. 인텔이 SPIE에서 제시한 데이터에 따르면, 현행 마스크 크기가 High-NA 필드 치수에서 강제하는 두 번 노광 이어붙이기(stitching)는 스캐너 출력을 시간당 약 175장에서 약 125장으로 떨어뜨린다 — 30%에 가까운 손실이다.

왜 중요한가

지난 2년간 열려 있던 질문은 High-NA가 작동하느냐가 아니라 선두 파운드리가 그것을 살 것인가였다. 특히 TSMC는 0.33-NA EUV에 멀티패터닝을 얹어 더 낮은 자본비용으로 비슷한 밀도에 도달할 수 있다는 신호를 보내왔다. 스캐너 한 대가 약 3억 5천만 달러인 만큼 실질적인 대안이었다. 두 회사가 모두 확정하면서 그 질문이 닫혔고, 닫힌 시점이 충분히 늦어서 인텔의 조기 베팅은 비싼 우회로가 아니라 진짜 공정 우위처럼 보이게 됐다.

더 흥미로운 절반은 마스크 이니셔티브이고, 이런 종류의 디테일이 대개 묻힌다. High-NA는 개구수를 키워 해상도를 얻는 대신 한 번의 노광으로 찍을 수 있는 필드를 절반으로 줄인다. 그 반쪽 필드보다 큰 것은 두 번 찍어 이어붙여야 하고, 그 이어붙이기가 30%를 먹는다. 즉 업계가 방금 채택을 확정한 장비는, 현행 마스크로는 그것이 대체하는 장비보다 웨이퍼당 유의미하게 느리다. 12인치 마스크는 이 문제를 우회하는 대신 기하 자체를 고친다 — 합의하는 것이 거의 없는 세 경쟁사가 표준에 공동으로 돈을 대는 이유이고, 일정이 2033년까지 가는 이유다.

붙들어야 할 숫자는 그 2033년이다. High-NA를 전제로 그려진 모든 생산능력 전망과 트랜지스터당 원가 곡선은, 생태계가 아직 갖지 못했고 앞으로 7년간 갖지 못할 처리량을 가정하고 있다.

관전 포인트

삼성의 2028년과 TSMC의 2030년이 지켜지는지, 12인치 파일럿 라인이 2031년에 머무는지, 그리고 인텔이 선행 도입을 고객이 옮겨오는 노드로 전환하는지.