"일본 없어도 된다" 삼성 파운드리 승부수… 국산 EUV 마스크 실전 투입

삼성전자가 파운드리(반도체 위탁생산) 핵심 소재인 EUV(극자외선) 블랭크 마스크의 국산화에 속도를 낸다. 최근 4nm 양산 라인에 국내 기업 제품을 투입해 성능 검증에 돌입했다. 그간 일본 호야·아사히글라스가 독점해온 공급망에 균열을 내며 핵심 소재 주도권 확보에 나섰다. 20일(현지시각) 디지타임스 등 외신을 종합하면, 이번 조치는 단순한 부품 교체를 넘어 '소부장(소재·부품·장비) 자립'이라는 경제안보 전략과 맞닿아 있다.

삼성전자는 지난 3월 에스앤에스텍(S&S Tech)으로부터 공급받은 EUV 블랭크 마스크 샘플을 4nm 공정 라인에 적용했다. 실험실 수준의 테스트를 넘어 실제 생산 환경에서 검증에 나선 것은 이번이 처음이다. 삼성전자는 이 과정에서 확보한 공정 데이터와 수정 사항을 에스앤에스텍과 공유하며 완성도를 높이고 있다.

4nm 노드는 삼성 파운드리에서 고객사가 가장 많은 핵심 공정이다. 칩 하나를 생산할 때 65~70개의 포토마스크가 필요하며, 이 가운데 16~17개 층이 EUV 공정이다. 핵심 소재인 블랭크 마스크를 국산으로 교체하면 전체 공정 안정성과 생산 효율에 직접적인 영향을 미친다. 삼성의 이번 시도는 기술 자립에 대한 강한 의지로 해석된다.

EUV 블랭크 마스크는 회로 패턴을 웨이퍼에 새기는 포토마스크의 핵심 기판이다. 일반 DUV(심자외선) 마스크와 달리 EUV는 빛을 반사하는 구조다. 몰리브덴과 실리콘을 40층 안팎으로 쌓아 올려야 하는 초정밀 공정이 필수다. 미세한 결함 하나만 발생해도 칩 전체가 불량 처리되기에 제조 난도가 극도로 높다.

이러한 기술 장벽 탓에 삼성은 오랫동안 일본 기업에 전적으로 의존했다. 하지만 과거 소재 수출 규제와 자연재해 등 외부 충격으로 인한 공급망 붕괴는 삼성에 뼈아픈 교훈을 남겼다. 업계 관계자는 "EUV 마스크는 개당 1억 원을 웃도는 고가 소재"라며 "국산화 성공 시 연간 수백억 원의 비용 절감은 물론, 공급망 주도권을 되찾아 일본 측에 치우친 가격 협상력을 대등하게 되돌릴 수 있다"고 평가했다.

에스앤에스텍 역시 이 기회를 놓치지 않으려 공격적으로 움직인다. 지난 10월 완공한 용인 공장에 레이저텍의 결함 검사 장비를 도입하는 등 400억 원 이상을 투자했다. 삼성의 생산 라인 피드백을 실시간으로 반영해 입자 발생을 최소화하는 기술력 확보에 사활을 걸었다.


글로벌 블랭크 마스크 시장은 가파르게 성장한다. 2035년까지 시장 규모는 13억 달러(약 1조 9100억 원)에 달할 전망이며, 연평균 성장률(CAGR)은 16.5%에 이른다. 삼성의 이번 4nm 테스트는 단기 시행착오를 넘어, 국산 소재가 글로벌 표준으로 자리 잡는 전환점이 될 수 있다.
다만 갈 길은 멀다. 양산 적용까지는 수율과 신뢰성 검증이라는 까다로운 관문이 남았다. 통상 양산 주문까지는 최소 6개월에서 1년 이상 소요된다. 삼성전자는 단계적인 검증 전략을 통해 국산 마스크 적용 비중을 서서히 높일 예정이다.


투자자와 산업계 관계자는 다음 세 가지 지표를 주목해야 한다.

첫째, 에스앤에스텍의 수율 안정화다. 대량 생산 과정에서 결함 없이 균일한 품질을 유지하는지가 관건이다.
둘째, 삼성 4nm 공정의 전체 수율 변화다. 국산 소재 투입 이후 공정 수율이 유지되거나 상승한다면 소재 경쟁력은 입증된 셈이다.

셋째, 일본 공급사의 대응이다. 호야와 아사히글라스가 가격 인하 공세에 나설지, 기술 격차를 더욱 벌릴지 시장 구도를 확인해야 한다.

이번 테스트의 성패는 단순한 기업 간 거래를 넘어, 대한민국 반도체 공급망이 외부 충격에도 흔들리지 않는 자생력을 갖췄는지 증명하는 시험대가 될 것이다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com