중국 반도체 제조 능력 상당, 한계도 많아
[편집자] 미국의 대중국 기술 제재 이후 중국의 반도체 굴기가 한층 맹렬하게 진행되고 있다. 의욕 만큼이나 실패도 연속되고 있지만 중국은 시행착오를 통해 한발짝 씩 기술 축적의 수준을 높여가고 있다. 중국이 반도체 전용 펀드를 앞세워 반도체 육성에 나선 것은 2014년이지만 미중 무역 마찰을 겪으면서 반도체 약진세가 한층 빠르게 추진되고 있다는 분석이다. 2보 전진 1보 후퇴의 공방이 계속되는 가운데 국내외 전문가들은 대륙의 실수 '샤오미' 처럼 반도체 분야에서도 어느 순간에 '대륙의 실수'가 터져 나올지 모른다고 입을 모은다. 중국 4차산업 혁명 기반 디지털 신기술에 정통한 고영화 연구원의 중국 반도체 이야기를 시리즈로 연재한다. 글 싣는 순서는 시시각각 변하는 중국 반도체 이슈에 따라 최신 내용으로 다소 조정될 수 있다.
미국은 최근 한국에 대해 반도체 공급망 동맹 '칩4(칩포)'에 8월 말까지 가입의사를 밝혀달라고 연일 압박하고 있고, 중국은 한국의 '칩 4' 가입을 강력히 견제하고 있는 가운데 한국 반도체 기업들이 중간에서 난처한 상황에 직면해 있다.
중국이 '칩 4 동맹'과 한국의 움직임에 대해 이토록 강력하게 견제하고 나선 배경에는 그들에게 그 만큼 절실한 이유가 있기 때문이다.
글싣는 순서
1. 중국 반도체 굴기, 한국 따라잡나
2. 중국 반도체 설계 기술 현주소
3. 中 파운드리 점유율 확대와 한계
4. 후공정 분야 중국 반도체 세계 정상
5. 반도체 굴기 '보틀넥' 장비산업 공급망 회복은?
6. 무서운 잠재력 중국 반도체 소재
7. 이미지 센서 반도체 세계 3위
8. 세계를 리드하는 중국 AI반도체
9. 반도체 굴기 지탱하는 자동차 반도체 위용
10. 중국 휴대폰 반도체 놀라운 시장 규모
11. 다양한 응용 中 MCU 반도체 시장
12. 3세대 반도체 세계 1등의 꿈
13. 반도체 협력 한중 상생 방안
◆ 세계 시장 잠식 나선 중국 파운드리
2022년 1분기 세계 파운드리 매출 TOP10 기업을 보면, 5위 SMIC, 6위 화홍그룹, 9위 넥스칩 등 중국 기업이 각각 세계 마켓쉐어 5.6%, 3.2%, 1.4%를 차지하며, 합계 10.2%를 기록했다. 중국이 반도체 파운드리 세계 시장점유율에서 처음으로 10%를 넘어선 것이다.
단순히 겉으로 보면 중국의 반도체 제조능력이 상당하고 굴기가 요란한 것으로 보이지만 속내를 들여다 보면 이런 저런 한계도 많이 눈에 띈다.
◆ 세계 5위, 중국 1위 파운드리 중신국제(SMIC)
중신국제 (中芯国际, SMIC, 688981.SH)의 정식 이름은 중신국제 반도체제조(SMIC, 中芯国际集成电路制造有限公司)이다. 2000년 상하이에 설립된 이후, 2002년 독일 인피니언(Infineon)과 일본 엘피다(Elpida)의 DRAM을 위탁생산 하면서 성장해왔다. 2015년 28나노 공정 기술을 적용해 퀄컴의 보급형 AP(어플리케이션 프로세서)를 생산하면서 세계 시장에서도 어느 정도 기술력을 인정받기 시작했다.
2021년 말 기준, 중국에 가동 중인 반도체 제조 공장은 42개가 있고, 그 중에 중신국제는 8개의 공장을 가지고 있다. 상하이에 2개, 베이징에 2개 공장이 있고, 텐진, 선전, 닝보, 샹오싱에 각각 1개 공장이 있으며, 추가로 북경에 최첨단 설비의 9번째 파운드리 공장을 건설 중이다.
중신상하이(中芯国际(上海), SMIS)는 중신국제의 상하이 S1&2공장으로서, 8인치 0.35마이크로(µm)~90나노(nm) 공정의 비교적 오래된 파운드리 시설이다. 이 공장은 8인치 웨이퍼 월 13만 5000장을 생산 능력을 보유하고 있다.
중신남방(中芯南方, SMSC)은 중신국제의 상하이 8, 9공장이다. 국가반도체펀드 의 투자(지분 37.64%) 및 상하이시 정부의 투자(지문 23.85%)를 받아 설립한14나노 핀펫(FinFET) 기술 적용 최첨단 공장으로 12인치 웨이퍼 월3만5000장을 생산할 수 있다. 중국에서 14나노 반도체 제품을 생산할 수 있는 유일한 공장이다.
중신베이징(中芯国际(北京), SMIB)는 중신국제의 베이징 B1 공장으로서, 0.18마이크로~55나노 공정설비를 갖추고 있고, 12인치 웨이퍼 월 6만 장을 생산할 수 있다.
중신북방(中芯北方, SMNC)은 중신국제의 베이징 B2A/B 공장으로서, 국가반도체 펀드의 투자(지분 32.0%)와 북경시 투자(지분 14.75%)를 받아 설립65나노~24나 공정설비를 갖춘 비교적 첨단의 공장이며, 12인치 웨이퍼 월 10만 장을 생산할 수 있다.
중신텐진(中芯国际(天津), SMIT)은 중국국제의 톈진 T2 공장으로 불리며, 0.35마이크로~90나노 공정의 설비를 갖추고, 8인치 웨이퍼 월 18만장을 생산할 수 있다.
중신선전(中芯国际(深圳), SMIZ)은 중신국제의 선전 G1/2 공장으로, 0.35~0.15마이크로 설비를 갖추고 있으며 8인치 웨이퍼 월 7만장을 생산할 수 있다.
중신닝보(中芯集成电路(宁波), NSI)는 닝보정부(45.76%)가 중신국제(지분 15.85%)와 합자회사를 세우로 국가반도체펀드의 투자(지분 13.55%)를 받아 설립한 반도체 공장으로서, 0.13마이크로~55나노 설비를 갖추고, 8인치 웨이퍼 월 4.3만장을 생산하는, 무선통신 관련 반도체 특화 공정 파운드리이다.
중신샤오싱(中芯集成电路(绍兴), SMEC)은 2018년 3월에 설립된, 샤오싱정부(지분 31.5%)와 중신국제(지분 19.57%)의 합자 공장이다. 8인치 웨이퍼 월 10만장을 생산하는 MEMS, MOSFET, IGBT 전력반도체 분야 파운드리이다.
중신경성(中芯京城, SMBC)은 중신국제의 베이징 B3 공장이다. 중신국제(지분 51.00%)는 북경시의 투자(24.51%)와 국가반도체펀드의 투자(기분 24.49%)를 유치해 14~7나노 공정의 최첨단 설비를 갖추고 있다. 12인치 웨이퍼 월 5만장 생산을 목표로 건설 중인 신규 공장이다. 2020년 12월 미국의 중신국제의 제재 발효 이후, ASML 노광기 공급에 차질이 생겨 정상적인 건설이 어려운 상태가 되었다.
중국으로선 노광기 문제가 심각하다. 중신국제는 2018년 ASML의 EUV 노광기를 2020년 12월까지 11대 공급받는 계약을 했으나, 2020년 12월 미국이 중신국제 계열사(공장) 및 중신닝보에 대해 수출규제를 가하면서, EUV 수입이 불가능해졌다.
2021년 2월, 중신국제는 ASML와 협의를 통해 기존 EUV 노광기 구매계약을, DUV 노광기 11대를 12억 달러(74억 위안)에 구매하는 계약으로 변경하고, 2021년 12월까지 납품하기로 되어 있었으나, 현재까지도 납품을 받지 못하고 있다.
미국 바이든 정부가 중국에 대해 DUV 기술도 수출을 제한해야 한다는 주장을 펴고 있어서, ASML의 노광기가 언제 납품될 수 있을지는 더욱 불투명해졌다. 그렇다고 다른 대안이 없는 중신국제로서는 계약을 파기할 수도 없는 상태이다.
2022년 연간 실적 보고서에 따르면, 중국의 유일한 14나노 설비를 가지고 있는 중신국제의 28~14나노 파운드리 매출은 15%에 불과하다.
◆ 세계 6위 파운드리 화홍반도체 및 9위 넥스칩
화홍반도체(华虹半导体, Huahong, 01347.HK)는 상하이에 3개의 공장과 우시에 1개의 공장 등 총 4개의 파운드리 공장을 보유하고 있다.
상하이 화홍홍리 반도체(上海华虹宏力半导体, H-Grace)는 화홍반도체의 팹(Fab) 1, 2, 3 등 3개의 생산라인이 있다. Fab1은 8인치 95나노 공정설비, Fab2는 8인치 0.19마이크로 공정설비, Fab3은 90나노 공정설비를 갖추고 있어서, 합하면 8인치 웨이퍼 월 17만5000장을 생산할 수 있다.
우시화홍반도체(华虹半导体(无锡), H-Grace)는 화홍반도체의 우시 Fab7 으로서, 상하이화홍홍리반도체(지분 28.78%)와 화홍반도체(지분 22.22%)가 공동창업하고, 국가반도체펀드의 투자(지분 29.00%)와 우시정부의 투자(지분 20%)를 유치했다. 90~55나노 공정 설비를 갖추고, 12인치 웨이퍼 월 4만장을 생산할 수 있다.
<下 편으로 이어짐>
<필자 약력>
베이징대학 한반도연구소 연구원
중국 한국창업원 원장
SV인베스트먼트 고문
전 산업은행 베이징지점 고문
서울대 조선해양공학 학사/석사
베이징= 최헌규 특파원 chk@newspim.com
