Asset Research
DUV 노광장비가 반도체 공정에서 맡는 역할
DUV 노광의 작동 원리와 멀티패터닝, 공정 미세화, 장비 국산화에서 확인할 기술 요소를 정리합니다.
DUV 노광장비가 반도체 공정에서 맡는 역할
삼성전자와 SK하이닉스, 그리고 이들에 장비를 공급하는 ASML 관련 기업에 투자하려면 EUV(극자외선) 노광장비 뉴스만큼 DUV(심자외선) 노광장비가 왜 여전히 반도체 생산의 절대다수를 차지하는지 이해해야 한다. 이 글에서는 DUV 노광의 작동 원리, 멀티패터닝 기술, 공정 미세화 흐름, 국산화 이슈를 투자 판단에 필요한 수준으로 정리한다.
DUV 노광장비란 무엇이고 어떤 파장을 쓰는가
DUV(Deep Ultra Violet, 심자외선) 노광장비는 193nm 파장의 ArF(불화아르곤) 레이저 또는 248nm 파장의 KrF(불화크립톤) 레이저를 광원으로 사용해 웨이퍼 위에 회로 패턴을 새기는 장비다. EUV는 13.5nm 파장을 쓰는데, DUV는 이보다 훨씬 긴 파장을 쓰면서도 액침(immersion) 기술과 멀티패터닝을 결합해 10나노급 이하 공정까지 대응해왔다. ASML, 니콘, 캐논이 주요 공급사이며, EUV 장비 한 대 가격이 수천억 원대로 알려진 것과 달리 DUV 장비는 상대적으로 저렴하고 처리량(throughput)이 높아 여전히 팹(fab) 내 노광 공정의 다수를 담당한다.
| 구분 | 광원/파장 | 대응 공정 노드 | 장비 특징 | 투자 관점 확인 포인트 |
|---|---|---|---|---|
| KrF DUV | 248nm | 후공정, 레거시 공정, 일부 아날로그 반도체 | 상대적 저비용, 높은 처리량 | 레거시 팹 증설 발표 여부 |
| ArF DUV (Dry) | 193nm | 90~65nm 세대 | 드라이 방식, 해상도 제한 | 구형 라인 가동률 지표 |
| ArF Immersion DUV | 193nm (액침) | 40nm~10나노대 초반 | 물을 매질로 활용해 해상도 개선 | 멀티패터닝 스텝 수 증가 여부 |
| EUV | 13.5nm | 7나노 이하 | 초고가, 진공 광학계 | ASML 수주·출하 실적 |
표에서 볼 것은 파장이 짧을수록 미세 패턴 구현이 쉬워지지만 장비 가격과 복잡도가 급격히 올라간다는 점이다. DUV는 여전히 팹 내 노광 스텝 수 기준으로는 EUV보다 압도적으로 많이 쓰이므로, 반도체 장비주를 볼 때 EUV 수주 뉴스만 보고 DUV 관련 매출 비중을 놓치면 판단이 왜곡될 수 있다.
위 표가 담지 못하는 공정 세대별 실제 채용 비율의 변화
이 표는 기술적 분류일 뿐, 특정 시점에 삼성전자·SK하이닉스·TSMC가 각 공정 노드에서 DUV와 EUV를 몇 대 몇 비율로 쓰는지는 반영하지 않는다. 실제 비율은 팹별 캐펙스(capex, 설비투자) 계획과 수율 상황에 따라 계속 바뀐다. 이를 확인하려면 각 파운드리·메모리 업체의 분기 실적 컨퍼런스콜 자료, ASML의 분기별 지역·제품별 수주(bookings) 공시, 반도체 장비 업체의 사업보고서 내 매출 구성표를 직접 봐야 한다. 뉴스 헤드라인의 “EUV 도입 확대” 같은 문구만으로 DUV 수요가 줄어든다고 단정하는 것은 성급하다.
멀티패터닝이 DUV의 수명을 늘린 방식
EUV가 상용화되기 전까지 반도체 업계는 DUV 장비로 10나노대, 심지어 7나노 초기 세대까지 버텨야 했다. 이를 가능하게 한 것이 멀티패터닝(multi-patterning) 기술이다. 하나의 노광 공정으로 원하는 미세 패턴을 한 번에 만들 수 없을 때, 노광과 식각(etch)을 여러 번 반복해 최종 패턴을 완성하는 방식이다. 대표적으로 LELE(리소그래피-식각-리소그래피-식각), SADP(Self-Aligned Double Patterning), SAQP(Self-Aligned Quadruple Patterning)가 있다. 문제는 스텝 수가 늘어날수록 공정 시간, 마스크 비용, 결함(defect) 발생 가능성이 함께 증가한다는 점이다. 이는 곧 원가 상승과 수율 저하 리스크로 연결되며, EUV 도입이 결국 이 복잡도를 줄이기 위한 선택이었다는 배경을 이해해야 관련 종목의 실적 변동 이유를 해석할 수 있다.
공정 미세화 로드맵에서 DUV가 차지하는 위치
파운드리 업계는 통상 노드를 nm 숫자로 표기하지만, 실제 트랜지스터 게이트 길이와 숫자가 정확히 일치하지는 않는다는 점은 이미 널리 알려진 사실이다. 중요한 것은 28nm, 14nm급 레거시 공정과 차량용·산업용 반도체 상당수가 여전히 DUV 기반으로 생산되고 있다는 사실이다. TSMC, 삼성 파운드리, 그리고 국내 8인치 파운드리 업체들의 레거시 라인 가동률은 DUV 장비 수요와 직결된다. 투자자가 확인할 지표는 SEMI(국제반도체장비재료협회)에서 발표하는 지역별·장비 유형별 출하 통계, 그리고 국내 장비주의 수주잔고(backlog) 공시다.
국산화 흐름에서 확인해야 할 기술 요소
국내에서는 노광장비 자체의 완전 국산화보다는 노광 공정과 연계된 트랙(코터·디벨로퍼) 장비, 광원 부품, 펠리클(pellicle, 마스크 보호막), 포토레지스트 소재 국산화가 실질적으로 진행되고 있다. DUV 장비 완제품 시장은 ASML, 니콘, 캐논의 과점 구조가 굳어져 있어 신규 진입 장벽이 매우 높다는 점을 먼저 인지해야 한다. 관련주에 투자할 때는 “노광장비 국산화”라는 문구가 완제품 장비인지, 소재·부품·주변장비인지 구분해서 공시와 IR 자료를 확인해야 한다. 산업통상자원부와 한국반도체산업협회가 발표하는 소재·부품 국산화율 통계도 참고 자료가 된다.
실제 투자 판단 전에 짚어야 할 리스크와 세금·계좌 실무
관련 종목은 국내 상장 반도체 장비·소재 기업과 해외 상장 ASML 등으로 나뉜다. 국내 주식은 계좌 종류에 따라 과세 방식이 다르므로 일반 계좌, ISA(개인종합자산관리계좌), 연금계좌에서의 매매 시 세금 처리가 달라진다는 점을 사전에 확인해야 한다. 해외주식으로 ASML(미국 예탁증서 또는 유럽 상장분)에 투자하면 양도소득에 대해 22%(지방소득세 포함) 세율이 적용되고 연 250만 원 기본공제가 있다는 점, 환율 변동이 원화 환산 수익률에 그대로 반영된다는 점을 함께 고려해야 한다. 반도체 장비 업종은 대형 고객사의 캐펙스 사이클에 따라 실적 변동성이 크므로, 단일 종목 비중을 과도하게 높이기보다 포트폴리오 내 비중과 리밸런싱 주기를 미리 정해두는 것이 실무적으로 유용하다.
마지막 점검 체크리스트
- 관심 기업의 매출에서 DUV 관련 부품·소재·장비가 차지하는 비중을 사업보고서에서 확인했는가
- ASML 분기 실적 발표의 지역별·제품별(DUV vs EUV) 수주 데이터를 확인했는가
- SEMI 등 산업 통계로 레거시 공정(28nm 이상) 팹 가동률 추이를 확인했는가
- 해외주식 투자 시 양도소득세율(22%)과 기본공제(연 250만 원), 환율 리스크를 계산에 반영했는가
- 국내 계좌(일반/ISA/연금)별 세제 혜택과 과세 방식 차이를 비교했는가
- 포트폴리오 내 반도체 장비·소재 업종 비중과 리밸런싱 기준을 사전에 정했는가
투자 판단과 그에 따른 책임은 전적으로 투자자 본인에게 있으며, 매수·매도 결정 전에는 반드시 공식 공시자료와 최신 산업 데이터를 직접 확인하는 과정이 필요하다.
본 글은 공개 정보와 작성 시점의 시장 흐름을 바탕으로 한 일반 정보입니다. 특정 종목의 매수, 매도, 보유를 권유하지 않습니다.