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네덜란드 기업 ASML이 대당 약 6,200억 원에 달하는 초정밀 반도체 노광 장비를 만들었습니다. 이 장비는 극자외선(EUV)이라는 특수한 빛을 이용해 반도체 위에 머리카락보다 수만 배 작은 회로를 그릴 수 있습니다. 최신 장비는 이전보다 더 미세한 8나노미터 수준의 회로를 새길 수 있어서, AI 시대에 필요한 고성능 칩 생산을 가능하게 합니다. ASML은 전 세계 노광 장비 시장의 약 90%를 차지하고 있어 독점적 위치에 있으며, 이 때문에 미국과 중국 간 반도체 경쟁에서 지정학적으로도 큰 영향력을 갖고 있습니다. 중국과 일부 스타트업들이 경쟁 장비를 개발하려 하고 있지만, 가까운 미래에는 ASML의 주도권이 이어질 것으로 보입니다.
왜 중요한가요?
이 장비가 없으면 스마트폰, AI, 컴퓨터 등에 들어가는 고성능 반도체를 만들 수 없기 때문에, 우리가 매일 사용하는 전자기기의 성능과 가격에 직접적인 영향을 미칩니다. 또한 한 기업이 핵심 장비를 독점하고 있어 국가 간 기술 경쟁과 안보 문제에도 큰 영향을 줍니다.
주요 용어 설명
노광 (Lithography)
반도체 칩 위에 아주 작은 회로 패턴을 빛으로 그려 넣는 공정입니다. 도장을 찍듯이 빛을 이용해 설계도를 실리콘 판 위에 옮기는 과정이라고 생각하면 됩니다. 이 과정의 정밀도가 높을수록 더 작고 빠른 칩을 만들 수 있습니다.
극자외선 (EUV, Extreme Ultraviolet)
사람 눈에 보이지 않는 매우 짧은 파장의 빛으로, 파장이 약 13.5나노미터밖에 되지 않습니다. 파장이 짧을수록 더 가느다란 선을 그릴 수 있기 때문에, 기존 빛보다 훨씬 미세한 회로를 새길 수 있습니다. 액체 주석에 레이저를 쏘아서 만들어내는 특수한 방식으로 생성됩니다.
개구수 (Numerical Aperture, NA)
렌즈나 거울이 빛을 얼마나 넓은 각도로 받아들일 수 있는지를 나타내는 숫자입니다. 카메라 렌즈가 클수록 더 선명한 사진을 찍을 수 있는 것처럼, 개구수가 높을수록 더 미세한 패턴을 새길 수 있습니다. ASML의 최신 장비는 이 값을 높여서 해상도를 크게 개선했습니다.
레티클 (Reticle)
반도체 칩의 회로 설계도가 담긴 유리판으로, 일종의 ‘도장 틀’이라고 할 수 있습니다. 이 유리판에 빛을 비추면 설계된 패턴이 축소되어 실리콘 웨이퍼 위에 전사됩니다. 실크스크린 인쇄에서 사용하는 판과 비슷한 역할을 합니다.
무어의 법칙 (Moore’s Law)
반도체 칩에 넣을 수 있는 트랜지스터(전자 스위치) 수가 일정 기간마다 약 두 배씩 늘어난다는 관찰 법칙입니다. 같은 크기의 칩에 더 많은 부품을 넣을 수 있다는 뜻으로, 컴퓨터와 스마트폰이 해마다 더 빨라지는 이유를 설명합니다. ASML의 장비 발전이 이 법칙을 계속 유지하는 데 핵심적인 역할을 하고 있습니다.
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네덜란드 반도체 장비 기업 ASML의 최신 노광 장비는 AI 시대의 고성능 칩을 만드는 핵심 장비로 꼽힌다. 더 작고 촘촘한 회로를 새길 수 있어 반도체 미세화의 다음 단계를 여는 장비지만 크기와 복잡성도 압도적이다.
ASML에서 기술을 총괄하는 요스 벤스호프(Jos Benschop) 부사장은 필자와 인터뷰를 하던 중 이 거대한 최신 장비의 꼭대기로 올라가기 위해 사다리를 올랐다. 꼭대기까지 가는 일은 생각보다 만만치 않았다. 장비는 2층 버스만 한 크기에 무게가 150톤을 넘을 정도로 거대했다. 정밀하게 깎아 만든 반짝이는 알루미늄 몸체 위로 수천 개의 구불구불한 관과 알록달록한 케이블, 압력 탱크가 촘촘히 얽혀 있었다. 바닥에서 올려다보면 마치 거대한 미래형 엔진처럼 보였다. 필자는 벤스호프 부사장과 함께 장비 위로 올라가 약 4.6m 높이에서 아래를 내려다봤다. 아래에서는 방진복을 입은 기술자들이 분주히 움직이고 있었다.
34평형 아파트 내부 공간에 맞먹는 200㎥가 넘는 크기의 이 노광 장비는 기술의 집약체다. 벤스호프 부사장은 거대한 장비를 가리키며 “몇 개의 거울을 원자 수준의 정밀도로 제어하는 메카트로닉스 장치”라고 설명했다. 메카트로닉스는 기계공학과 전자공학, 제어 기술을 결합한 기술을 뜻한다. 키가 크고 머리가 희끗한 66세의 벤스호프 부사장은 10년 넘게 엔지니어들과 함께 이 장비를 설계해왔다. 그런데도 가끔 이 장비를 볼 때마다 스스로도 놀란다고 말했다.
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