삼성전자 파운드리의 희망은 없는가? (feat 수율, 펠리클)
메르
2024.11.11
삼성전자 파운드리에 나쁜 소식들이 계속되고 있습니다.
오랜만에 희망회로를 한 번 돌려봅니다.
1. 2022년 3월, 블로그를 시작하며 처음 글을 쓴 글이 삼성전자 이야기였음.
https://blog.naver.com/ranto28/222683159168
1. 18년 3월. 푸틴은 극초음속 순항미사일 킨잘을 공개 함. 이번에 우크라이나를 향해 쏜 그 킨잘 맞음. 2....
2. 위 글에서 삼성전자가 TSMC 및 인텔과 반도체 전쟁을 시작했다고 이야기했었음.
3. 당시 글에서도 인텔은 아무리 미국이 밀어줘도 힘들 것이라고 봤고, TSMC와 싸움은 수율에서 결정이 날 것이라고 봄.
4. 삼성전자가 3나노 수율을 80%까지 올릴 수 있을지에 따라서, 5만 전자가 될지 15만 전자가 될지 결정이 될 것이라고 말했음.
5. 삼성전자는 아직 3나노 수율은 제대로 잡지 못한 상황임.
6. 안타까운 일이지만, 삼성전자의 주가도 5만 전자가 되었음.
7. 2022년 3월 첫 번째 글을 쓰고 1년 뒤, 업데이트하는 글을 올렸음.
https://blog.naver.com/ranto28/223008330243
반도체 전쟁에 변수가 하나 보이는듯 해서 정리해 봅니다. 처음 읽는 사람도 이해가 되도록 기존 설명글이 ...
8. 삼성전자가 수율을 잡는데 펠리클이 변수가 될 수 있다는 내용임.
9. 펠리클이 왜 변수인지는 아래 144번~167번(파란색)에 정리되어 있음.
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144. 삼성이 수율을 잡는데 펠리클이 계기가 될지도 모름.
145. 펠리클은 일종의 먼지덮개임.
EUV 펠리클 / 미쓰이화학
146. EUV용 펠리클은 반도체 회로 패턴을 그린 유리기판인 포토마스크에 먼지가 붙지 않도록 씌우는 얇은 필름임.
147. 펠리클은 얇은 정도가 극악함.
148. 서울시청 광장에 랩을 까는 상황으로 이해하면 됨.
149. TSMC는 3나노에 자체 제작한 EUV 용 펠리클을 사용하고 있지만, 삼성전자는 아직 3나노 EUV 공정을 펠리클 없이 생산을 하고 있음.
150. 아무리 삼성이 먼지 관리를 잘한다고 하더라도, 이것 때문에 수율에 차이가 나는 게 아닌가 하는 의구심들이 있는 상황임.
151. 펠리클은 ASML이 EUV 장비를 공급하면서, 캐나다 테라다인과 일본 미쓰이화학과 협력해서 펠리클도 같이 공급하는 구조임.
152. 펠리클은 투과율이 중요함.
153. 핸드폰을 예로 들면 보호필름을 씌우더라도 화면이 깨끗하게 잘 보여야 하는 것과 비슷함.
펠리클 역할(사진=메리츠증권)
154. ASML은 2016년 투과율 78%의 MK 1.O을 개발했고, 2018년 이것을 80%까지 올린 MK 2.0, 2020년에는 83%까지 올린 MK 3.0을 개발했지만, 3나노를 양산하기 위해서는 최소 투과율 90%가 필요함.
155. 기존 노광기는 빛이 위에서 내려와 회로 패턴을 그렸지만, EUV장비는 빛이 거울에 반사돼 웨이퍼에 닿는 구조라, 빛의 손실이 훨씬 큼.
156. 안그래도 빛의 손실이 큰데, 펠리클을 통과하는 과정에서 빛의 추가 손실이 많으면 패턴이 잘 그려지지 않는 것임.
157. 3나노의 경우 90% 이상 투과율에 두께도 50나노급 이하의 앏은 펠리클이 필요하고, EUV의 강한 빛이 펠리클을 통과하면서 발생하는 열에 손상이 가지 않는 내구성이 요구되는 필름임.
158. 1만 시간 정도 사용할 수 있는 ASML의 MK 4.0한 장이 3만 5천 달러에 납품 예정이라 많이 비싼 소모품이지만, 1장에 10억씩 하는 포토마스크를 더 오래 쓸 수 있다면 밥값은 충분히 하는 것임.
159. ASML은 투과율 90%의 MK 4.0을 개발했다고 발표했고, 미쓰이화학을 통해 시제품을 생산하기 시작함.
160. ASML의 펠리클은 시제품 단계라 공급량도 충분하지 않음.
161. 미쓰이화학에서 만드는 ASML 펠리클의 시제품은 수율이 30%가 안나오는 것으로 알려지고 있음.
162. 10개 만들면 7개가 불량이라는 말이고, 펠리클을 도입한다고 결정해도 수율을 잡기 전까지는 충분한 공급이 힘들 수 있음.
163. 투과도를 높이려면 얇게 만들어야 하고, 얇게 만들면 잘 깨지는 애매한 상황임.
사진=TSMC
164. 삼성전자는 펠리클을 만드는 한국 기업 2곳에 각각 658억과 430억을 투자해 90% 이상 투과율이 나오는 펠리클 개발을 진행하고 있고, 현재는 ASML의 4.0 양산을 기다리고 있음.
165. 일단 ASML의 4.0을 쓰면서, 한국 기업이 충분한 투과율이 나오는 펠리클을 개발하면 도입하려는 계획으로 보임.
166. TSMC가 2019년부터 자체적으로 만들어 사용하는 펠리클은 투과율 85% 선으로 알려지고 있음.
사진=TSMC
167. TSMC가 온전한 성능을 보여주는 3나노가 아니라, 한두 가지씩 하자가 있는 3나노를 만드는 이유가, 자체 제작 펠라클의 투과율이 약해서 온전한성능의 3나노 수율을 못잡아서 일수도 있음.
한줄 코멘트. 펠리클 없이 3나노를 뽑아내고 있는 삼성전자에 90% 펠리클이 부착될때 수율이 어떻게 될지가 관전포인트가 될 수 있을듯함.
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10. 위 글을 쓰고, 다시 1년반이 지나서, 2024년 10월이 됨.
11. 미국 캘리포이나주 몬터레이에서 BACUS 2024가 개최됨.
12. BACUS는 SPIE(국제광공학회)가 주최하는 반도체 노광기술 학회로 포토마스크, EUV등의 최신기술과 연구결과를 공유하는 자리임.
13. 위 글 164번에서 다음과 같이 이야기를 했었음.
164. 삼성전자는 펠리클을 만드는 한국 기업 2곳에 각각 658억과 430억을 투자해 90%이상 투과율이 나오는 펠리클 개발을 진행함.
14. 164번의 결과가 나온것 같음.
15. 삼성전자는 BACUS 2024에서 협력사와 투과율 94%의 펠리클을 공동개발했다고 발표한 것임.
16. 투과율 94%는 TSMC의 85%보다 월등하고, 미쓰이화학에서 만드는 ASML의 MK 4.0 90%보다도 우수한 성능임.
17. 투과율만 높은게 아님.
18. 강도도 훨씬 강해져서 수명을 20배까지 늘릴수 있다고 주장하고 있음.
19. 일종의 직물(패브릭) 처럼 만들어져서 강도가 강하다고 함.
20. 망사처럼 작은 구멍들이 뜷려있는 구조라, 빛은 통과시키고 먼지등 이물질은 그물망처럼 걸러낼 수 있다는 것임.
21. 상용화 작업까지 완료된듯해서, 생각보다 빨리 적용 할 수 있을것 같음.
22. 신상 펠리클이 삼성전자의 수율잡는 하마가 되면 좋겠음.
한줄 코멘트. 펠리클은 삼성전자가 수율을 잡는데 필요조건이지만, 충분조건은 아님. 펠리클 하나로 파운드리의 모든 문제가 해결되지는 않는다는 말임. 하지만, 이런 연구개발들을 하나씩 쌓아나가면서, 예전의 삼성을 빨리 되찾으면 좋겠음. 한국경제에서 삼성전자의 비중이 너무 크기때문임.
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