靑 간담회도 빠진 이재용 日 출장.."삼성 파운드리 핵심 EUV를 지켜라"

[이데일리 양희동 기자] 이재용 삼성전자(005930) 부회장이 2030년까지 시스템반도체 세계 1위 달성을 선언한 ‘반도체 비전 2030’이 일본의 반도체 소재 한국 수출규제로 흔들릴 위기에 처했다. 세계 파운드리(반도체 수탁 생산) 최강자인 대만 TSMC를 뛰어넘기 위해 삼성전자가 6조 5000억원을 투자해 7나노미터(nm·10억분의 1m) 이하 초미세공정에 선제적으로 도입한 EUV(극자외선) 기술이 일본이 90% 이상을 독점한 포토레지스트(PR)에 발목을 잡힐 가능성이 커지고 있기 때문이다. PR은 반도체 원판인 웨이퍼 표면에 회로 패턴을 그리는 노광 공정에서 필름 역할을 하는 필수 소재다. 전문가들은 PR 중에서도 EUV용은 일본 외에는 대체재가 없고 단기간에 국산화도 불가능해, 수출 제재 기간만큼 TSMC와의 기술 격차가 벌어질 수 있다고 지적한다. 파운드리 1위를 노리는 삼성전자로서는 EUV용 PR확보가 파운드리 사업의 성패를 좌우하는 중요한 변수로 떠오른 것이다.

벨기에 루뱅에 있는 JSR의 EUV용 PR 생산공장. (사진=구글)

◇JY, 벨기에 생산 EUV용 PR 확보 나선 듯

9일 업계에 따르면 이재용 삼성전자 부회장이 지난 7일 일본으로 긴급 출장을 떠난 것은 EUV용 PR 재고 확보가 목적인 것으로 전해졌다. 현재 삼성전자는 화성사업장에 EUV 전용라인을 건설하고 있다. 문재인 대통령도 지난 4월 30일 이 화성사업장에서 열린 ‘시스템반도체 비전선포식’에 참석했다.

세계 최대 EUV 전용라인이 될 이곳은 애초 목표대로라면 오는 9월 완공해 내년 1월부터 양산을 시작할 계획이다. 특히 EUV 전용라인에선 7나노 이하 초미세공정이 이뤄질 예정이어서 파운드리 세계 1위를 노리는 삼성전자의 ‘비장의 무기’로 꼽힌다. 삼성전자는 스마트폰의 두뇌 격인 모바일AP(애플리케이션 프로세서) ‘스냅드래곤’ 시리즈로 유명한 미국의 퀄컴과 GPU(그래픽처리장치) 1위 업체 엔비디아 등을 7나노 고객사로 확보한 것으로 전해진다.

하지만 일본이 PR을 수출 제재 품목으로 지정하면서 EUV를 앞세워 TSMC를 넘겠다는 삼성의 파운드리 전략은 암초를 만난 격이 됐다. 일본의 PR생산업체는 JSR, TOK, 신에츠화학, 시미토모 등이다. 이 가운데 JSR은 벨기에 반도체 연구기관 ‘IMEC’와 합작해 EUV용 PR을 벨기에 루뱅(leuven)공장에서 전량 생산하고 있다.

반도체 업계 한 관계자는 “이 부회장이 JSR이 벨기에 공장에서 생산하고 있는 EUV용 PR의 재고 확보 및 증산 여부 등을 타진할 가능성이 높다”며 “JSR은 대주주가 타이어회사인 브리지스톤과 일본 현지 은행들로 구성돼 있어 이들 핵심 관계자와 접촉할 것으로 보인다”고 말했다.

JSR 유럽 생산시설. 2번이 EUV용 PR생산공장. (자료=JSR)

삼성 파운드리 비밀병기 EUV…PR확보에 사활

이 부회장까지 직접 나서 EUV용 PR 확보에 사활을 걸고 있는 이유는 EUV가 파운드리 시장 확대의 핵심 기술이기 때문이다.

시장조사기관 트렌드포스에 따르면 올 1분기 전 세계 파운드리 시장은 TSMC가 48.1% 점유율로 1위, 2위 삼성전자가 19.1%로 그 뒤를 쫓고 있다. 삼성전자가 한참 앞선 TSMC를 잡기 위해 집중하고 있는 분야는 애플, 퀄컴, 엔비디아, 인텔, AMD 등 대형 IT·반도체업체들을 고객사로 확보할 수 있는 10나노 이하 미세공정이다. 이 시장을 잡기 위해 삼성전자는 EUV 기술을 기반으로 최근 7나노 제품 양산을 시작했고 5·6나노 공정 개발도 완료했다. TSMC보다 한발 앞선 미세공정으로 대형 고객사를 유치하기 위해 3·4나노 공정 개발에도 박차를 가하고 있다. 5나노 공정 기반 제품도 내년 화성 EUV전용라인에서 양산할 계획이다.

문제는 EUV 선제 투자를 통해 간신히 따라잡은 TSMC와의 미세공정 격차가 일본 수출 제재로 다시 벌어질 위기에 처한 것이다. 일본이 수출을 규제한 △플루오린 폴리이미드 △PR △에칭가스(고순도 불화수소) 등 3개 품목 중 PR과 함께 반도체 공정에 쓰이는 불화수소는 일본 의존도가 50% 이하로 알려져있다. 또 공급선 다변화도 이뤄져 있어 추가적인 공급도 가능한 상황이다. 그러나 EUV용 PR은 일본에 거의 전량 의존하고 있다. EUV용 PR 제재가 길어질 수록 삼성전자는 TSMC와의 미세공정 경쟁에서 뒤처질 수 밖에 없다는 게 전문가들의 지적이다.

이 부회장이 10일로 예정된 문재인 대통령과 30대 그룹 총수들의 청와대 간담회까지 불참할 것이란 전망이 나오는 이유도 EUV용 PR이 파운드리 사업에 미치는 영향이 그만큼 크기 때문이란 분석이다.

이종호 서울대 반도체 공동연구소 소장은 “EUV용 PR이 부족하면 당장 7나노 EUV 양산 캐파(CAPA·생산능력)가 확 줄어들 가능성이 크고 3·4나노 등 향후 기술경쟁을 벌일 미세공정 개발에도 지장이 있다”며 “미세공정 개발 과정에서 EUV로 많은 시험 작업을 거쳐야 하는데 PR이 부족하다면 R&D(연구개발) 속도가 지연돼 TSMC과의 경쟁에서 밀릴 수 있다”고 강조했다.

[이데일리 문승용 기자]