ASML의 40% 고NA 성능 향상: 현재의 이야기로 여겨지는 비용 절감 전략

ASML이 극한 자외선을 이용해 많은 이익을 얻었음에도 불구하고, 업계의 다음 단계는 항상 한 가지 질문을 가지고 있었습니다. 바로, 3억 달러가 넘는 비용이 드는 기계가 과연 언제부터 그 비용을 회수할 수 있을까 하는 문제였습니다. 이번 주에 그 답이 나왔습니다. 칩 제조 분야에서 가장 강력한 두 기업인 ASML과 TSMC는 고NA EUV 기술을 더 큰 포토마스크로 전환하기 위한 협력을 발표했으며, 이러한 전환이 성공적이라고 주장했습니다.스캐너의 생산성이 약 40% 증가했습니다.표면상으로는, 이게 고-NA 불소 합금의 경화가 합의된 상태라는 것입니다.

첨부된 타임라인을 보면, 이러한 상황이 얼마나 심각한지 알 수 있습니다. 로드맵과 헤드라인을 잘 읽어보세요. 40%라는 수치는 더 세부적인 문제들을 해결하는 것과는 관련이 없으며, 이는 2030년~2033년에 이루어질 예정입니다. 오늘 투자자들이 지불하는 비용과는 관련이 없습니다.

해결책은 결코 장애물이 되지 않았다.

고NA EUV의 목적은 더 큰 수치적 개구수를 가짐입니다. 즉, 0.33에서 0.55로 향상된 것입니다. 이는 충분히 좋은 수준입니다.단 한 번의 처리로 8나노미터 크기의 특징을 구현합니다.그 결정은 결코 장애물이 되지 않았습니다. 진짜 문제는, 해상도를 높이는 데 필요한 광학적 요소들이 동시에 인쇄 가능한 영역을 거의 절반으로 줄인다는 점입니다. 윈네의 암포리스식 거울은 패턴을 한 방향으로 4배, 다른 방향으로는 8배로 축소시킵니다.노출된 영역의 크기를 반으로 줄임그리고 웨이퍼당 노출량은 두 배가 됩니다. 가장 큰 인공지능 및 데이터 센터 칩들에 있어서는, 고NA 필름을 사용해야 하는 경우가 많습니다. 이런 경우에는 도구로 전체 칩을 한 번에 인쇄할 수 없습니다. 그래서 칩 제조업체들은…여러 장의 사진을 하나로 합치는 작업이는 오버레이 복잡성, 결함 위험, 처리량 감소, 그리고 비용을 증가시키는 과정입니다.

초기 고NA 시스템들은 이미 절대적인 측면에서 빠른 속도를 자랑합니다. 첫 번째 생산 모델인 TWINSCAN EXE:5000은 인쇄 기능을 제공합니다.시간당 185개 이상의 와퍼가 생산됩니다.ASML은 220을 넘는 수준까지 발전시키기 위한 계획을 가지고 있습니다. 하지만 경제적 측면에서 중요한 것은, 여러 개의 웨이퍼를 하나로 합치는 과정에서의 처리 속도입니다. 바로 이 부분에서 기계의 장점이 줄어듭니다.

12인치 마스크 크기로의 전환이 해결책입니다. 현재 사용되는 약 6인치 마스크에서 더 큰 크기의 마스크로 전환하면, 한 번의 현상으로 큰 다이를 인쇄할 수 있게 됩니다. ASML의 공개 정보에 따르면, 이로 인해 스캐너의 생산성이 약 40% 향상된다고 합니다. 이 숫자가 비용 계산의 기준이 됩니다. High-NA 시스템은 이전 세대의 Low-NA EUV 시스템보다 약 두 배나 높은 가격을 요구합니다.3억 8천만 달러 대 약 1억 8천만 달러그 가격으로는 스캐너의 가치가 시간당 생산되는 좋은 웨이퍼의 수에 비례하여 정확하게 분배됩니다. 40%의 생산량 증가는 대규모 AI 칩을 처리하는 데 비용이 많이 드는 도구와 상업적으로 수익성이 있는 도구 사이의 차이입니다. 이는 기술 이야기로 포장된 공급과 가격의 문제입니다. 제약 요소는 해상도에서 웨이퍼당 비용으로 옮겨갔고, 마스크 변경은 비용 측면에 영향을 미칩니다.

두 개의 시장, 두 개의 시계

40%라는 수치가 그렇게 보이지 않는 두 번째 이유는, 그 수치가 한 번에 도달하지 않고, 두 가지 완전히 다른 시장에 분배된다는 점입니다.

TSMC는 이러한 관계에서 의도적인 역할을 해왔습니다. TSMC는 여러 차례 그렇다고 말했습니다.A16 및 A14 노드에는 High-NA를 사용하지 않을 것입니다.낮은 NA 값을 가진 EUV 기술과 다양한 패터닝 방식, 그리고 자체적인 혁신 기술들을 활용함으로써 처리 복잡성을 관리할 수 있으며, 그 결과 더 우수한 성과를 얻을 수 있다고 주장합니다. 이러한 전략은 선도적인 기술을 보유한 유일한 제조업체에게는 합리적입니다. 경쟁자와의 경쟁을 위해 고NA 값을 지불할 필요가 없기 때문입니다. 그 회사의 총 마진은 약 64%이며, 매년 약 460억 달러를 설비에 투자하면서도 매출은 20% 이상 증가하고 있습니다. 그러한 여유를 가진 회사는 도구의 비용이 낮아질 때까지 기다리는 것이 좋습니다.

인텔은 또 다른 시장입니다. 인텔은 최초로 고NA 시스템을 받아들인 회사였습니다.2023년 12월그리고 18A 기반의 Core Ultra Series 3 (Panther Lake) 프로세서의 특정 층에 이 기술을 적용했으며, 이미 처리된다고 말했습니다.High-NA를 사용한 백만 개 이상의 웨이퍼들인텔은 초기에 이를 채택했습니다. 왜냐하면 인텔은 선두를 유지하기보다는 TSMC와의 격차를 줄이는 방법을 찾고 있었기 때문입니다.

9월에 발표된 이 계획은 두 가지 요소를 하나로 통합합니다. TSMC의 목표들은 명확하며, 일정도 다소 지연됩니다. 고품질 반도체 생산을 위한 12인치 마스크 생산 라인은 2031년에 시작될 예정이며, 고급 노드용 대형 규격 제품의 생산 준비는 2030년에 이루어질 것입니다.2033년까지는 예상되지 않았습니다.다시 말해, 구매력이 있는 고객들은 10년이 끝날 때까지는 실질적인 구매를 하지 않을 것입니다. 그리고 그러한 구매가 이루어지는 데에는 또 2~3년이 더 걸립니다.

평가가란 결국 어떤 가격을 의미하는 것인가?

이곳에서 공지된 내용은 기술적 사항이 아니라 투자자들이 고려해야 할 문제가 됩니다. ASML의 주가는 순이익의 약 54배에 해당하며, 시장 가치는 약 6640억 달러에 달합니다. 지난 분기의 실적도 60% 이상 상승했습니다. 이러한 수치는 AI 기반 리소그래피 관련 투자가 현재적인 과제라는 전제 하에 얻어진 것입니다. 하지만 현재 분기의 실적은 기존의 EUV 시스템과 낮은 NA 값을 가진 장비들로 인해 발생한 것이며, High-NA 시스템으로 인한 수익은 10년 말에나 증가할 것으로 예상됩니다.

그렇다고 해서 High-NA가 투자 사항과 무관해지는 것은 아닙니다. ASML은 이 장비의 유일한 공급업체이므로, 어떤 제조업체가 이 장비를 도입하든, 그리고 언제 그 장비가 사용될지에 따라, 기계당 1억 8천만 달러에서 3억 8천만 달러로 가격이 상승하는 것은 현실적이며, 결국 ASML의 수익에도 영향을 미칠 것입니다. 문제는 2033년까지의 로드맵이 이미 실제로 출시된 것처럼 간주되고 있는지 여부입니다. 발표된 목표들은 단지 로드맵에 불과하며, 구매 주문도 아닙니다. 9월의 보도자료에는 확실한 주문 내용이 전혀 없으며, 컨소시엄은 여전히 생산량, 비용 절감 효과, 그리고 공급업체의 자격 요건을 증명해야 합니다.

실제로 고려해야 할 문제는 High-NA가 기술적으로 성능이 좋다는 것인가 하는 것이 아닙니다. 실제로 그렇습니다. 인텔은 이미 High-NA를 상용화하고 있습니다. 진짜 문제는 현재의 가격으로 그 이익을 얻을 수 있는지, 그리고 TSMC가 2030년에 진입할 때 실제 생산 능력이 예정된 대로 증가할 수 있는지입니다. 40%라는 수치는 ASML이 High-NA와 관련된 한 가지 의문에 대한 답변으로 해석될 수 있습니다. 그 의문은 바로 정확성이 아닌 가격 문제입니다. 2033년에 도달하는 생산성 향상은 10년 말의 이야기일 뿐이며, 시장은 현재 ASML의 성과를 올해에 끝난 것으로 평가하고 있습니다.