High-NA EUV의 경제성을 읽는 법
더 정밀한 노광이 공정 수와 원가에 미치는 서로 다른 효과
이 강의에서 할 수 있게 되는 것
학습 목표
- 파장·개구수·공정 조건이 해상도에 미치는 영향을 설명하고, High-NA의 장점과 초점·재료·필드 제약을 함께 읽는다.
- 단일 노광과 다중 패터닝의 공정 흐름을 비교해 줄어드는 노광·증착·식각과 새로 필요한 검증 항목을 구분한다.
- 동일한 생산 목표 아래 시스템 대수, 감가상각, 공정 비용과 수율을 연결하여 양품당 비용 및 손익분기 수율을 계산한다.
- ASML의 실제 실적 발표에서 출하·고객 인수·매출 인식·서비스 매출을 구분하고, 고객의 도입 경제성과 공급자의 이익률을 분리한다.
시작 전에 알고 있어야 할 것
- 노광은 감광막에 패턴을 만들고, 현상·식각을 거쳐 실제 재료로 패턴을 옮기는 과정임을 안다. 노광기의 해상도가 곧 완성 칩의 수율은 아니다.
- 웨이퍼 처리량은 시간당 처리한 웨이퍼 수이고 노광량은 면적당 전달하는 에너지라는 차이를 이해한다. 두 값의 단위를 함께 읽는다.
- 설비 가격은 여러 기간의 원가로 배분될 수 있으며, 양품당 원가는 총 비용을 합격 제품 수로 나누어 구한다는 원리를 안다.
High-NA EUV는 더 작은 패턴을 구분하는 능력을 높여 미세화의 선택지를 넓힌다. 중요한 투자 질문은 장비 한 대의 가격보다 고객이 같은 수의 양품을 만들 때 전체 공정 비용을 줄일 수 있는가이다. 일부 층에서 다중 패터닝을 단일 노광으로 바꾸면 반복 증착과 식각이 줄 수 있으므로, 노광 장비의 기회와 모든 주변 장비의 수요 증가를 같은 뜻으로 읽지 않는다. 반대로 새로운 감광재와 마스크, 계측 조건의 검증은 재료 및 공정 제어에 다른 기회를 만들 수 있다. 장비 도입 계획을 매출 추정으로 옮길 때에는 연구용 반입과 양산용 채택, 주문과 출하, 고객 인수와 수익 인식 단계를 구분한다. 마지막으로 공급자의 매출 증가율뿐 아니라 초기 제품 원가와 서비스 수익, 이미 평가에 반영된 성장 기대를 함께 검토한다.
기술을 이해하고 분석의 근거를 세우기
1. NA를 높이면 무엇이 달라지는가: 잘 보이는 크기와 초점을 맞출 범위
사진에서 가까운 두 점을 구분하려면 충분한 광학 정보가 필요하듯, 노광에서도 인접한 두 패턴을 분리해 감광막에 전달할 수 있어야 한다. EUV는 약 13.5나노미터 파장의 빛을 사용하는데, 같은 파장에서 광학계가 더 넓은 각도의 정보를 받아들이도록 하면 작은 패턴을 구분하는 데 유리해진다. 개구수 NA는 이 능력을 나타내는 값이다. ASML은 기존 NXE 계열의 0.33에 비해 High-NA EXE 계열은 0.55 NA를 사용한다고 설명한다. 숫자가 커졌다는 사실을 칩의 모든 치수가 같은 비율로 줄었다는 뜻으로 읽어서는 안 된다.
기본적인 해상도 관계는 최소 패턴 크기 CD = k₁ × 파장 ÷ NA로 표현한다. k₁에는 패턴과 공정 조건의 영향이 들어간다. 파장과 k₁이 완전히 같다는 제한된 비교에서 0.33을 0.55로 나누면 0.60이므로 표현 가능한 치수는 기존의 60%가 된다. 이것은 광학 조건을 고정한 교육용 비교다. 칩 면적이 40% 감소하거나 생산 원가가 40% 감소한다는 계산이 아니다. 실제 회로에는 논리, 메모리, 전원·신호 배선과 아날로그 영역이 섞여 있어 한 층의 해상도만으로 전체 면적을 정할 수 없다.
NA가 높아지면 초점을 맞춘 상태를 유지해야 하는 조건도 엄격해진다. 웨이퍼의 높이 편차, 감광막 두께와 공정 중 표면의 평탄도가 더 중요해지는 이유다. 초점 오차가 허용 범위를 벗어나면 목표 선폭이나 패턴 형태가 달라질 수 있다. 더 얇은 감광막을 쓰는 접근은 패턴 형성에 유리할 수 있지만, 이후 식각에서 버틸 재료 두께가 줄어드는 문제가 남는다. 따라서 광학계의 성능 향상은 감광재, 하부막과 식각 조건의 공동 최적화를 필요로 하며, 장비 하나만 바꿔 완료하는 과제가 아니다.
ASML이 EXE:5000에서 설명하는 8나노미터 해상도와 제조사가 사용하는 2나노미터 같은 노드 명칭은 다른 개념이다. 해상도는 특정 노광 시스템의 패턴 구현 능력을 나타내고, 노드는 제조 기술 세대의 이름이다. 또한 연구실에서 선을 구현했다는 사실과 복잡한 칩을 대량으로 생산했다는 사실도 다르다. 강의를 읽으며 숫자를 만나면 무엇의 치수인지, 어떤 조건에서 측정했는지, 시험 결과인지 양산 실적인지를 옆에 적는다. 그 세 가지가 없는 성능 숫자는 원가 모델의 입력값으로 쓰기 어렵다.
여기서 기억할 것NA는 해상도 개선의 중요한 수단이지만 노드 이름·칩 면적·양품 수율과 같지 않다. 초점과 막 형성 조건까지 묶어 읽는다.
2. 빛이 적으면 빨라지지만 결함이 늘 수 있다: 노광량과 확률적 변동
노광량은 단위 면적에 전달한 빛의 에너지이며 보통 mJ/cm²로 표시한다. 감광막의 아주 작은 영역에 도달하는 광자 수와 화학 반응은 완벽히 균일하지 않다. 작은 패턴에서는 이런 통계적 흔들림이 선 가장자리의 거칠기, 선의 끊김이나 두 선의 연결 같은 결함으로 나타날 수 있다. 장비가 설계상 분리할 수 있는 패턴이라도 결함 확률이 너무 높으면 양산에 사용하기 어렵다. 그래서 해상도, 결함률과 노광량은 한 세트로 평가해야 한다.
노광량을 늘리면 통계적 불확실성을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 같은 광원 조건에서는 웨이퍼에 더 오래 빛을 쏴야 한다. 처리량을 높이기 위해 노광량을 낮추면 감광재와 목표 패턴의 합격 조건을 만족하는지 다시 확인해야 한다. 관계가 모든 영역에서 단순한 반비례는 아니다. 스테이지 이동, 정렬, 측정과 웨이퍼 교환 시간도 있기 때문이다. 처리량 20% 향상이라는 설명을 읽을 때 노광량과 레시피를 동일하게 유지한 비교인지 먼저 묻는 습관이 중요하다.
마스크는 회로 패턴의 원본 역할을 하고, 감광재와 하부막은 웨이퍼 쪽에서 그 패턴을 받아들인다. EUV의 반사 광학과 마스크 구조에서는 결함, 반사 특성과 패턴 보정도 중요한 관리 항목이다. 마스크 보호막을 사용한다면 투과 특성과 내구성 같은 조건도 생산성에 영향을 준다. 새로운 재료가 해상도에 유리해도 오염, 제거성, 식각 후 형상과 신뢰성까지 합격해야 한다. 재료 회사의 시험 결과를 곧바로 모든 고객의 상용 채택으로 해석하지 않는 이유다.
실제 패턴의 위치 정확도는 한 장비의 선폭만으로 결정되지 않는다. 이전 층과 겹쳐야 하는 정렬 정확도, 마스크와 감광막의 변동, 식각 과정에서 패턴이 달라지는 정도가 모두 최종 가장자리 위치에 영향을 준다. 어떤 결함은 완성 칩의 전기 검사에서 드러나므로 노광 직후 검사만으로 합격을 선언할 수도 없다. 경제성을 분석할 때는 공정 창이라는 개념을 기억한다. 공정 창은 명목 조건 한 점에서의 성공이 아니라 노광량과 초점 등이 조금 흔들려도 품질을 유지할 수 있는 운영 범위다.
여기서 기억할 것처리량에는 노광량·결함률·레시피가 따라야 한다. 빠르게 처리한 불량 웨이퍼는 양품 생산능력을 늘리지 않는다.
3. 다중 패터닝을 줄이면 어느 공정이 사라지는가
목표 패턴을 한 번의 노광으로 충분히 구현하기 어려우면 패턴을 둘 이상으로 나누거나, 먼저 만든 구조의 옆에 스페이서를 형성하는 등 여러 공정으로 원하는 간격을 만든다. 다중 패터닝은 하나의 고정된 레시피가 아니라 여러 구현 방식의 묶음이다. 노광을 두 번 사용하는 방식과 증착·식각을 반복해 간격을 줄이는 방식은 장비 수요 구성이 다르다. 그러므로 기존에는 두 번, 앞으로는 한 번이라는 설명만으로 삭제되는 모든 증착·식각 단계를 알 수 없다. 비교 대상 층의 실제 공정 흐름을 확인해야 한다.
교육용 예로 기존 경로가 감광막 형성, 첫 노광과 식각, 추가 막 형성, 두 번째 패터닝과 식각으로 이루어진다고 생각해 보자. High-NA로 같은 목표 패턴을 한 번에 구현할 수 있다면 일부 반복 단계와 그 사이의 세정·계측을 줄일 가능성이 있다. 단계가 줄면 재공품이 공장 안에 머무는 시간과 정렬 오차가 누적될 기회도 줄 수 있다. 그러나 이 설명은 원리를 보여 주는 예시다. 어떤 층에 몇 번의 노광이 실제로 대체되는지는 고객의 설계 규칙과 공정 통합에 달려 있다.
공정 삭제는 주변 장비사의 수요에 서로 다른 영향을 준다. 반복 증착과 식각이 줄어드는 공정에서는 웨이퍼 한 장당 장비 점유시간이 감소할 수 있다. 반면 더 엄격한 패턴 전사와 결함 검사를 위해 고성능 식각·계측의 가치가 커질 수 있다. 필요한 장비 종류가 바뀌거나 공정 단가는 오르면서 총 방문 횟수는 줄어드는 조합도 가능하다. 산업 전체 성장률을 한 기술의 설명만으로 예측하기보다, 없어진 단계·남은 단계·추가된 단계를 각각 표에 써야 공급망 변화가 보인다.
모든 층이 가장 정밀한 노광을 필요로 하지는 않는다. 칩의 어떤 층은 기존 EUV나 DUV로도 합격하며, 중요한 층에서도 검증된 다중 패터닝이 비용과 수율 면에서 더 적합할 수 있다. 따라서 High-NA 적용률은 제품과 노드 이름만으로 정하지 말고 적용 층 수와 층별 웨이퍼 통과량으로 모델링한다. 이미 보유한 장비의 잔여 수명과 감가상각 상태도 교체 판단에 영향을 준다. 새 기술이 가능하다는 주장과 모든 기존 장비를 즉시 대체해야 한다는 주장은 전혀 다른 수준의 주장이다.
여기서 기억할 것경제성의 단위는 특정 제품의 특정 층이다. 줄어드는 단계와 추가되는 단계를 함께 세고, 모든 층에 일괄 적용하지 않는다.
4. 반쪽 필드와 생산능력: 시간당 웨이퍼 수를 그대로 비교하면 안 된다
High-NA 광학계는 가로와 세로 방향의 축소 배율이 다른 아나모픽 방식을 사용한다. ASML은 기존 크기의 마스크를 유지하면서 EXE의 노광 필드는 NXE의 절반 크기가 된다고 설명한다. 한 번에 노광하는 영역이 작아지면 웨이퍼 전체를 채우기 위해 더 많은 위치를 처리해야 한다. 그러나 필드가 절반이라고 처리량도 자동으로 절반이 되는 것은 아니다. 이동과 노광의 조합을 개선하는 스테이지 설계가 이를 보완하며 실제 처리량은 여러 시간 요소의 합으로 결정된다.
큰 다이가 한 필드 안에 들어가지 않으면 여러 노광 영역을 이어 붙이는 스티칭을 검토할 수 있다. 경계의 연결 정확도와 설계 제약이 생기므로 작은 다이와 큰 다이에 같은 처리량을 적용해서는 안 된다. 제품마다 필드 활용도와 노광 샷 수가 달라지는 점도 고려해야 한다. 공급자가 공개한 시간당 웨이퍼 수가 어떤 노광량과 필드 조건에서 나온 값인지 확인하지 않으면, 대형 AI 칩의 양산 속도를 일반 시험 패턴의 숫자로 잘못 추정할 수 있다.
ASML의 2025년 7월 투자자 자료는 EXE:5200B에 대해 50mJ/cm² 조건의 시간당 175장 이상이라는 사양을 제시한다. 이 숫자는 EXE:5000과 혼용하지 않으며, 해당 시점과 조건을 함께 기록한다. 장비 사양을 실제 공장 능력으로 옮길 때는 계획 정비, 고장, 레시피 교체, 공정 검증과 제품 구성을 반영해야 한다. 이미 실제 실효 처리량을 사용했다면 같은 가동률 할인을 또 적용하지 않는다. 숫자가 보수적으로 보인다는 이유로 중복 할인하는 것도 분석 오류다.
필요 시스템 수는 목표 웨이퍼 통과량을 시스템당 실효 능력으로 나눈 뒤 올림한다. 한 웨이퍼가 같은 노광 공정을 두 번 방문하면 두 번의 처리량을 요구한다. 반대로 한 번의 고가 노광이 두 번의 기존 노광을 대체하면 시스템 가격 차이와 능력 차이를 함께 계산해야 한다. 생산량이 능력의 한계에 가까워질수록 장비 한 대 추가의 영향이 커진다. 따라서 생산성 변화가 비용에 언제나 매끄럽게 비례하지는 않으며, 어느 지점에서 두 번째 시스템이 필요한지가 중요하다.
여기서 기억할 것필드·스티칭·노광량·실효 가동시간·방문 횟수를 맞춘 다음 시스템 수를 계산한다. 스펙의 처리량은 공장 전체의 양품 생산능력과 다르다.
5. 비용의 분모를 고르는 법: 공정 비용이 싸져도 완성 원가는 오를 수 있다
노광 경제성의 가장 흔한 오류는 장비 가격만 비교하는 것이다. 장비 가격을 내용연수에 걸쳐 배분한 비용, 서비스, 재료와 추가 공정 비용을 모두 같은 기간과 같은 웨이퍼 수로 나눠야 한다. 새 장비를 충분히 채워 쓰지 못하면 감가상각 부담이 소수의 웨이퍼에 배분된다. 이미 보유한 장비를 계속 쓰는 의사결정이라면 과거에 지출한 구매액과 앞으로 실제로 피할 수 있는 비용을 구분해야 한다. 신규 공장끼리의 비교와 기존 공장에 새 장비를 넣는 비교는 같은 답을 주지 않을 수 있다.
특정 공정 블록의 비용만 합산하면 공정 단순화의 장점이 잘 보인다. 하지만 그 블록에서 불량이 생길 때 이미 앞 공정에 투입한 비용도 함께 손실될 수 있다. 예를 들어 추가 노광 비용은 50달러 줄었는데 이전까지 5,000달러를 쓴 웨이퍼의 합격률이 낮아졌다면 전체 양품당 원가는 오를 수 있다. 어느 시점의 누적 비용을 분자에 넣는지, 수율이 공정 블록의 조건부 합격률인지 완성 칩의 최종 수율인지 반드시 명시한다. 같은 수율을 두 단계에서 반복 차감하면 손실을 중복 계산하게 된다.
원가 비교의 핵심은 한 숫자의 우열보다 손익분기 조건을 찾는 데 있다. 새 공정의 양품당 비용을 기존 공정과 같게 만드는 최소 수율, 최소 생산량 또는 필요한 처리량을 계산하면 고객이 무엇을 검증해야 하는지 드러난다. 수율이 그 문턱을 넘고 공정이 안정적으로 유지될 때 양산 도입의 경제적 근거가 강해진다. 그 문턱 아래에서도 장기 미세화의 선택지를 확보하기 위해 연구용 장비를 들일 수 있으므로 연구 투자를 당장의 양산 원가 우위로 해석하지 않는다.
완전한 투자 결정에는 수년간의 현금 흐름, 할인율, 장비 잔존가치, 고객의 제품 가격과 전력·성능 가치까지 들어간다. 이 강의의 단순 모델은 공정 원가와 수율의 관계를 분리해 배우기 위해 그 요소들을 제외한다. 높은 성능을 필요로 하는 제품은 제조원가가 조금 높아도 고객에게 더 큰 가치를 줄 수 있다. 반대로 원가 절감이 확인되어도 물량이 작으면 장비 구매를 서두를 필요가 없을 수 있다. 모델이 무엇을 설명하는지와 설명하지 못하는 범위를 함께 적는 것이 계산 자체만큼 중요하다.
여기서 기억할 것공정 블록의 비용, 앞 공정을 포함한 누적 비용, 최종 제품 가치의 경계를 나눈다. 새 경로가 유리해지는 최소 수율과 물량을 찾아본다.
6. ASML 실적을 읽을 때: 출하에서 이익까지의 세 개 달력
첫 번째 달력은 기술 개발과 고객 검증이다. 장비 반입, 첫 패턴 구현, 공정 창 확보, 제품 설계와 생산 검증은 순서가 있고 반복도 발생한다. 고객이 장비를 들였다는 사실은 중요한 진전이지만 곧바로 전 제품의 대량 생산에 쓴다는 뜻은 아니다. 두 번째 달력은 계약과 회계다. 주문, 출하, 인수, 수행 의무 충족과 매출 인식이 언제 발생하는지 확인한다. 세 번째는 고객의 실제 양산 물량과 이후 서비스 수요다. 세 달력을 하나의 날짜로 합치면 분기 전망이 쉽게 틀린다.
실제 읽기 자료인 ASML의 2024년 4분기 발표는 High-NA 장비 두 대의 매출 인식과 세 번째 장비의 출하를 구분해 설명한다. 두 대의 매출 인식이 있었다는 사실에서 신규 제품의 상업화 진행을 확인할 수 있지만, 출하된 모든 장비가 같은 분기 매출에 들어갔다고 해석할 수는 없다. 고객의 생산수율이나 사용 층 수도 그 문장으로 알 수 없다. 장비 대수 자료를 볼 때는 누적 출하인지 해당 분기 출하인지, 인식된 판매인지, 설치된 운용 장비인지 단위를 함께 표시한다.
공급자의 이익률도 따로 확인한다. 초기 장비는 제조와 설치 비용, 학습 과정의 지원비 때문에 매출 기여에 비해 이익 기여가 작을 수 있다. ASML은 당시 공식 영상 설명에서 High-NA 매출 인식이 회사 매출총이익률을 낮추는 요인이라고 설명했다. 이것은 고객의 양품당 비용이 높다는 직접 증거가 아니다. 공급자의 제품 원가와 고객이 절감하는 전체 공정 비용은 다른 계산이다. 고객에게 유리한 장비를 판매해도 공급자의 초기 이익률이 낮을 수 있다.
Installed Base Management라는 항목도 이름만 보고 설치 대수로 읽지 않는다. ASML 자료에서는 서비스와 현장 옵션의 매출을 뜻한다. 서비스 수익은 설치 기반, 실제 사용, 업그레이드와 계약 구성이 함께 결정하며 전부 High-NA 관련 수익도 아니다. 최종 분석에서는 기술별 채택률, 인식된 시스템 매출, 반복 매출과 제품 원가를 분리한다. 적용 층이 줄거나 인증이 늦어지거나 기존 장비의 성능 개선이 충분해지면 도입 가설을 낮춘다. 고가의 새로운 시스템이라는 이유만으로 고객 투자와 공급자 이익의 빠른 증가를 전제하지 않는다.
여기서 기억할 것출하·인수·매출 인식·양산 적용은 각각 확인한다. 고객의 원가 절감과 ASML의 제품 이익률을 같은 지표로 취급하지 않는다.
기술에서 실적까지 연결하기
- 기술 변화: 더 높은 NA로 구현 가능한 패턴과 적용 층을 확인한다.
- 공정 재편: 줄어드는 다중 패터닝과 새로 필요한 재료·계측을 함께 계산한다.
- CAPEX 결정: 고객의 처리량·수율·양품당 비용 검증이 양산 구매로 이어지는지 본다.
- 매출 전환: 시스템 주문·납품·인수와 서비스 매출을 구분해 추정한다.
- 가치 평가: 제품 구성과 초기 원가가 이익률 및 기대 성장에 미치는 영향을 검토한다.
기업의 실제 자료를 함께 읽습니다
실제 공시 읽기: ASML의 High-NA 매출 인식과 반복 매출 구분
ASML · Q4 and full-year 2024 financial results ↗발표·게시일: 2025-01-29
대상 기간: 2024-12-31 종료 4분기와 2024년 연간 실적. 당시 발표한 미감사 US GAAP 수치를 이용한 역사적 사례다.
표시된 과거 시점의 자료를 읽는 실습입니다. 현재 실적이나 전망으로 읽지 않습니다.
관찰 1
- 자료에서 확인한 사실
- ASML은 2024년 4분기에 High-NA EUV 시스템 2대의 매출을 인식했고 같은 분기에 세 번째 High-NA 시스템을 고객에게 출하했다고 밝혔다.
- 이 사실에서 생각해 볼 것
- 판매 대수의 의미를 먼저 구분한다. 매출 인식과 출하는 서로 다른 사건으로 보고, 제품 상업화가 진행되는 증거로만 읽는다.
- 아직 알 수 없는 것
- 장비별 판매가격, 고객의 양산 적용 층과 수율은 이 문장에 없다. 3대 모두의 매출이 같은 분기에 인식되었다고 계산할 수 없다.
관찰 2
- 자료에서 확인한 사실
- 2024년 연간 Installed Base Management 매출은 64억 9,400만 유로였으며, 회사는 이 항목을 순서비스와 현장 옵션 매출로 정의한다.
- 이 사실에서 생각해 볼 것
- 시스템 신규 판매와 구분되는 반복·업그레이드 사업을 별도로 살펴볼 수 있다.
- 아직 알 수 없는 것
- 설치 대수나 순수 유지보수만의 매출이 아니다. 이 항목 전체를 High-NA 매출이나 같은 이익률의 반복 매출로 분류할 수 없다.
관찰 3
- 자료에서 확인한 사실
- 2024년 연간 총매출은 282억 6,300만 유로, 매출총이익률은 51.3%였다.
- 이 사실에서 생각해 볼 것
- 회사 전체 사업 규모와 손익의 기준점이다. 제품 구성의 변화가 전체 이익률에 미치는 영향을 이후 자료와 비교할 수 있다.
- 아직 알 수 없는 것
- 전체 이익률은 개별 EXE 시스템의 이익률이 아니다. 고객이 달성한 제조원가 절감률을 나타내지도 않는다.
원문을 읽고 답해 보기
High-NA 2대 인식과 세 번째 출하를 더해 ‘High-NA 5대 판매’라고 써도 되는가?
안 된다. 서로 다른 집계 상태를 더하는 오류다. 발표 문장을 유지해 4분기 매출 인식 2대, 같은 분기의 세 번째 시스템 출하로 구분한다. 같은 장비가 출하와 매출 인식 집계에 모두 등장할 수 있으므로 두 집합을 독립 판매처럼 더하지 않는다.
총매출과 High-NA 인식 대수만으로 장비 한 대의 평균판매가격을 구할 수 있는가?
구할 수 없다. 총매출에는 다른 시스템과 서비스 등이 포함되며 High-NA 매출액이 이 문장에 따로 주어지지 않았다. 평균판매가격이 필요하면 같은 제품 범위와 같은 인식 기간의 매출 및 대수를 찾아야 한다.
새 기술의 시스템 매출이 생겼는데 회사 이익률이 낮아지면 고객에게도 나쁜 장비라는 뜻인가?
그렇지 않다. 공급자의 초기 제품 제작·설치 비용과 고객의 전체 공정 원가는 다른 문제다. 고객이 줄일 수 있는 노광·증착·식각 비용, 수율과 생산성을 별도로 계산해야 한다. 회사 전체 이익률은 제품 구성에 따라서도 움직인다.
계산 과정을 따라가기
교육용 가정: 비싼 단일 노광이 저렴한 다중 패터닝보다 유리해지는 조건
- 아래 가격·처리량·수명·비용·수율은 모두 가상의 교육용 수치이며 실제 ASML 판매가격·성능·고객 원가가 아니다. 실제 사양과 혼용하지 않는다.
- 동일한 목표 패턴을 만드는 경로 A는 기존 EUV 2회 노광, 경로 B는 High-NA 1회 노광이다. 연간 투입 목표는 두 경로 모두 480,000장이다. 각 경로를 신규로 구축하며 다른 장비군의 능력은 충분하다고 가정한다.
- A 시스템 가격은 1억 8,000만 달러, B는 3억 6,000만 달러다. 잔존가치 0·내용연수 5년 정액 배분을 적용한다. 연간 시스템당 서비스·유지 비용은 A 1,200만 달러, B 1,800만 달러다.
- 연간 계획 운영 창은 7,500시간이다. 정비·고장만 반영한 시간 이용 가능률은 A 85%, B 80%이며, 정상 가동 중 레시피 처리량은 A 160장/시간, B 120장/시간이다. 두 처리량은 각 경로에 필요한 품질 조건을 만족한다고 가정한다.
- 웨이퍼당 노광 관련 변동비는 A가 회당 35달러, B가 회당 45달러다. 비교 블록의 추가 증착·식각·계측 등 변동비는 A 160달러, B 55달러다. 이외 공통 앞 공정의 누적 제조비는 투입 웨이퍼당 5,000달러다.
- 비교 블록의 조건부 합격률은 A 96%, B 92%다. 이후 단계의 손실과 원가, 재작업·판매가·금융비용·세금은 제외한다. 양품 웨이퍼는 이 블록을 통과한 등가 산출량이며 최종 완성 칩의 전기 수율과 같지 않다.
① 시스템당 연간 고정비
A = 1억 8,000만 ÷ 5 + 1,200만; B = 3억 6,000만 ÷ 5 + 1,800만A 4,800만 달러, B 9,000만 달러
신규 구축 두 경로의 동일 기간 비용을 비교한다. 실제 현금 흐름을 할인한 투자수익률은 아니며, 기존 감가상각 완료 장비를 사용하는 경우의 회피 가능 비용도 아니다.
② 연간 실효 능력과 필요한 시스템
A = 160 × 7,500 × 85% ÷ 2; B = 120 × 7,500 × 80% ÷ 1A 연 510,000장, B 연 720,000장; 목표 480,000장에는 각 1대 필요
A는 두 번 노광해야 하므로 노광 통과량을 2로 나눈다. 목표를 기준으로 올림하면 모두 1대다. 이용 가능률과 실제 생산 목표에 따른 여유 능력은 다른 개념이므로 남는 능력을 매출이나 실제 생산으로 자동 채우지 않는다.
③ 투입 웨이퍼당 고정비
A = 4,800만 ÷ 480,000; B = 9,000만 ÷ 480,000A 100달러, B 187.50달러
분모는 각각의 최대 능력이 아니라 두 경로에 공통인 실제 투입 목표다. B의 최대 능력 720,000장으로만 나누면 사용하지 않는 능력까지 생산한 것으로 가정해 원가를 낮추게 된다.
④ 비교 공정 블록의 투입당 비용
A = 100 + 2 × 35 + 160; B = 187.50 + 45 + 55A 330달러, B 287.50달러
B의 고정비는 높지만 반복 노광과 추가 공정 비용이 줄어 블록의 투입당 비용은 낮다. 삭제 공정의 비용과 신규 통합 비용을 각각 적었으며 모든 식각·증착이 사라진다고 가정하지 않았다.
⑤ 블록 자체의 양품당 비용
A = 330 ÷ 0.96; B = 287.50 ÷ 0.92A 343.75달러, B 312.50달러; B가 약 9.09% 낮음
이 결과는 비교 블록에 투입한 비용만 포함한다. 불량으로 잃게 되는 앞 공정의 누적 비용이 빠져 있으므로 이를 전체 웨이퍼 제조원가의 절감률로 홍보하면 안 된다.
⑥ 앞 공정을 포함한 누적 양품당 비용
A = (5,000 + 330) ÷ 0.96; B = (5,000 + 287.50) ÷ 0.92A 5,552.08달러, B 5,747.28달러; B가 약 3.52% 높음
블록의 비용은 줄지만 낮은 합격률 때문에 앞 공정에 이미 쓴 비용을 더 잃는다. 같은 투입량에서 합격 산출량은 A 460,800장, B 441,600장이다. 계산은 이 분모 차이를 반영한 것이며 수율을 이중 차감하지 않았다.
⑦ B의 손익분기 합격률
B 최소 합격률 = 5,287.50 ÷ 5,552.083333약 95.23%
다른 가정을 유지하면 B의 합격률이 약 95.23%를 넘어야 앞 공정까지 포함한 누적 양품당 비용이 A보다 낮아진다. 현재 가정 92%에서 단순 채택을 권하기보다 이 문턱과 처리량을 고객이 달성했는지 확인해야 한다.
가정이 달라지면 결론도 달라집니다
B의 공정 합격률이 96%로 성숙
생산 목표·대수·처리량·비용은 그대로 두고 B의 합격률만 92%에서 96%로 높인다.
B 누적 양품당 비용 5,287.50 ÷ 0.96 = 5,507.81달러, A 대비 약 0.80% 낮음학습으로 수율이 손익분기점을 넘으면 순위가 바뀐다. 절감 폭이 작으므로 계산에서 제외한 공정·설치 비용이나 실제 가격이 달라져도 결론이 바뀔 수 있다.
B의 정상 가동 처리량이 시간당 60장
B 처리량만 절반으로 낮춘다. 480,000장 목표와 80% 이용 가능률을 유지하므로 연간 360,000장 능력의 시스템 2대가 필요하다.
B 고정비 연 1억 8,000만 달러; 투입당 블록 비용 475달러; 누적 양품당 비용 5,951.09달러두 번째 장비를 구매하는 지점에서 비용이 계단식으로 증가한다. 실제 의사결정에는 대체 생산 배분이나 도입 지연도 가능하지만 이 모델은 목표를 동일하게 유지하기 위해 2대를 구매한다.
공통 연간 투입 목표가 300,000장으로 감소
각 1대 보유를 유지하고 실제 투입만 두 경로 모두 300,000장으로 낮춘다. A 96%·B 92% 합격률은 그대로다.
A 블록 비용 390달러·누적 양품당 5,614.58달러; B 블록 비용 400달러·누적 양품당 5,869.57달러고정비를 나눌 물량이 줄어 높은 가격의 B가 더 불리해진다. 기술 가능성과 구매 시점은 다르며, 적은 물량에서는 원가 우위를 얻으려면 더 높은 수율이나 다른 제품 가치가 필요하다.
계산을 판단으로 연결하기장비 가격, 공정 삭제 수와 수율 중 하나만으로 경제성을 판정할 수 없다. 같은 생산 목표에서 필요한 시스템 수를 먼저 확인하고 누적 비용을 양품 산출량으로 나눈다. 세 민감도는 기준에서 한 조건씩 바꾼 독립 사례이며 실제 고객의 채택 결론을 대신하지 않는다.
결론을 내리기 전에 확인할 것
- 발표된 장비는 연구·개발용인가, 반복 양산을 위한 설비인가?
- 어떤 층에서 기존 다중 패터닝을 대체하며 기존 장비 수요는 얼마나 줄어드는가?
- 노광량·처리량·가동률·결함률을 같은 조건에서 비교했는가?
- 출하 대수와 매출 인식 대수, 장비 매출과 서비스 매출을 구분했는가?
‘장비 단가가 높아지면 고객 CAPEX와 모든 장비사의 이익도 같은 비율로 증가한다’고 해석하지 않는다. 공정 단순화와 고객의 도입 속도가 전체 지출과 이익을 바꾼다.
핵심 개념 다시 찾기
노광
빛과 마스크를 이용해 감광막에 회로 패턴을 만드는 단계다. 노광 뒤 현상·식각 등의 공정을 거쳐 패턴이 실제 재료에 전달된다.
EUV
극자외선 빛을 사용하는 노광 기술이다. 광학계뿐 아니라 광원, 마스크, 감광재, 결함 검사와 공정 조건이 함께 맞아야 양산 수율을 확보할 수 있다.
NA · 개구수
광학계가 빛을 모으고 초점을 맞추는 능력과 관계된 값이다. 같은 파장에서는 NA를 높이면 더 작은 패턴을 구분하는 데 유리하다.
High-NA EUV
ASML EXE 계열은 기존 NXE 계열의 NA 0.33에서 0.55로 높인 광학계를 사용한다. 이 값은 실제 기술 사양이며, 도입 시점과 사용 층은 고객별 경제성과 공정 검증에 따라 달라진다.
다중 패터닝과 단일 노광
다중 패터닝은 한 번에 표현하기 어려운 패턴을 여러 단계로 나누는 방식이다. High-NA가 일부 층에서 이를 단순화하면 노광 외 증착·식각 반복도 줄 수 있어 공정별 수요의 방향이 달라진다.
생산성과 양품당 비용
시간당 웨이퍼 처리량, 노광량, 가동시간, 결함률과 장비 비용을 함께 봐야 한다. EXE:5000의 반쪽 노광 필드 같은 설계 특성도 제품 크기와 생산성 분석에 반영해야 한다.
나만의 분석 보고서 작성하기
제출 과제: High-NA 도입 심의 메모 작성
가상 팹의 책임자가 ‘B는 노광이 한 번이므로 반드시 더 싸다’는 제안을 받았다. 계산의 두 경로를 비교해 연구·검증과 양산 확대를 판단하는 메모를 작성한다. 실제 기업의 채택 시점이나 장비 가격을 새로 추측하지 않고, 필요한 검증 기준을 명확히 제시한다.
- 경로 A와 B의 공정 차이를 설명하고, 삭제되는 단계와 새로 검증해야 할 재료·초점·스티칭 조건을 나눈다.
- 같은 연간 480,000장 투입 목표에서 각 시스템 수와 블록 비용을 계산하고, 서로 다른 최대 처리능력을 분모로 사용하지 않은 이유를 쓴다.
- 블록 비용 절감과 누적 양품 비용 상승이 동시에 발생하는 이유 및 B의 손익분기 합격률을 설명한다.
- ASML의 실제 발표에서 출하·매출 인식·반복 매출을 구분하고, 양산 구매를 확대하기 전에 확인할 증거 세 가지와 가설을 기각할 조건 두 가지를 적는다.