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[고영화의 중국반도체] <4>후공정 세계 2위 中 2.5D/3D 패키징 육성 전력 <下>

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미국 제재하에 중국 정부 2.5D/3D 패키징 기술 강조

미국이 SMIC(중신국제)와 화웨이에 대한 반도체 기술 및 제품 수출을 제한하는 규제를 연이어 발표한 이후 중국정부는 미국 반도체 제재에 대한 대책을 여러 차례 논의했다.

그 중에 대표적인 회의 중 하나가 2021년 5월 국무원 부총리 류허(刘鹤) 주재로 열린 중국 '국가과학기술 영도소조 (国家科技体制改革和创新体系建设领导小组)' 회의 끝부분에 개최된 '포스트 무어의 법칙 시대를 맞이한 반도체산업의 잠재 파괴적 기술에 대한 전문가 토론'이다.

이때 많은 매체들은 회의 결과를 소개하면서 중국이 미국과의 반도체 기술전쟁에서 부족한 반도체 기술을 만회하고자 첨단 패키징 기술을 발전시킬 것을 강조했다고 전했다. 특히 포스트 무어 시대의 파괴적 기술로 첫째 집적 회로 칩의 기능을 확장하기 위해 트랜지스터 크기의 지속적인 감소에 의존하지 않는 특수 공정 개발에 역점을 두기로 했다. 또 다양한 기능을 갖춘 칩과 구성 요소를 함께 조립하여 이기종을 통합하는 방안 등 2가지 기술 개발을 선정했다고 보도했다.

글싣는 순서

1. 중국 반도체 굴기, 한국 따라잡나 
2. 중국 반도체 설계 기술 현주소
3. 中 파운드리 점유율 확대와 한계
4. 후공정 세계 2위 中 2.5D/3D 패키징 육성 전력
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

여기서 '이기종 통합'은 서로 다른 기능을 가진 다이(Die, 가공된 웨이퍼 상에서 잘라낸 IC 원판 하나)를 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding)하여 집적도를 높이는 2.5D 패키징 기술을 말하는 것이다.

예를들어 인공지능 GPU를 만들기 위해서는 CPU 모듈과 메모리 모듈을 하나의 칩에 넣어야 하는데, 완전히 다른 칩을 새로 설계하는 것이 기존의 방법이었다면, 이것을 패키징 단계에서 하나의 패키징 베이스 위에 CPU 다이와 메모리 다이를 배치하고, 플립 칩 본딩 기술로 연결하여 하나의 칩으로 패키징하는 기술이다.

또한 '트랜지스터 크기 감소에 의존하지 않는 공정'은 동종의 다이를 스택으로 쌓아올리고 실리콘 관통 전극(Through Silicon Via, TSV)이라고는 실리콘 기둥을 세워 다이를 3차원적으로 서로를 연결시켜 집적도를 높이는 3D 패키징 기술을 말한다. 현재 삼성전자, SK하이닉스가 이 기술을 적용하여 HBM(High Bandwidth Memory)을 양산하고 있다.

2.5D/3D SiP(System in Package) 패키징 기술은 낮은 기술과 가격으로 반도체의 집적도를 높이고 성능을 혁신적으로 향상시키는 방법이지만 높은 전력 소비가 해결해야할 숙제로 남아있다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 =2.5D/3D 패키징 기술 (출처: 화서증권(华西证券), 2021).  2022.08.03 chk@newspim.com

14나노로 7나노 효과? 화웨이 3D 패키징 기술 난제

페키징 기술 관련하여, 2022년 중반 현시점에서 중국의 반도체 관련 인터넷 사이트에서 토론되는 재미있는 '핫이슈'가 하나 있다.

화웨이가 2019년 자체 기술로 개발한 5G SoC(스마트폰 프로세서) '기린'(KIRIN)990 칩은, 미국의 수출 제재를 받은 후, 2020년 9월 대만 TSMC가 파운드리 서비스 중단을 서비스 하면서 더 이상 생산이 되지 않고 있다.

이 칩은 당시 최첨단 기술인 7나노 공정으로 개발되었고 중국 내에는 7나노 생산 설비가 없어서 생산을 할 수가 없기 때문에 화웨이가 대안으로 중국 내에 존재하는 14나노 생산설비를 이용해서 7나노 성능을 내는 칩을 만들어 내면 되지 않느냐는 논쟁이다.

화웨이는 3D 패키징 기술을 활용하여 14나노 칩 두 개를 쌓아 올리면 7나노 칩 성능을 낼 수 있을 것으로 기대된다고 주장하는 이들이 많다.

하지만, 이 논쟁에서는 칩의 적층(Stacking)은 전력 소모, 공간, 방열 등 세 가지 문제를 부수적으로 야기한다는 사실을 놓치고 있다.

우선, 전력 소모부터 보면 휴대전화 등 전자제품 중 디스플레이 화면 이외에 전기를 많이 소비하는 것이 SoC 이다. 그래서 선폭을 줄여 전기 소모를 감소시키고 있다. Apple M2칩은 5나노 기술을 적용했고, 퀄컴 Snapdragon 8 Gen1은 4나노 기술을 적용했다. 가뜩이나 14나노미터짜리 칩 하나도 버거운데 두 개를 겹쳐 놓으면 전력 소모를 감당할수 없을 것이다.

둘째, 반도체 소비 전력 증가는 발열 증가를 의미한다. 스마트폰은 배터리·모터·카메라 모듈 등을 내장한 뒤 열을 발산할 수 있는 공간이 많지 않을 정도로 내부 공간이 한정돼 있어 발열을 막을 방법이 없다.

 

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 =화웨이 7나노 공정의 기린(KIRIN) 990 5G 칩 (출처: 바이두, 2022.8).  2022.08.03 chk@newspim.com

 

 

세째, 칩이 쌓이면 두께가 두꺼워진다. 단층짜리 칩의 두께만 해도 스마트폰에서는 두꺼운데 2개를 겹쳐 놓으면 더욱 두꺼워진다. 이 칩이 휴대전화에 들어가는 것은 현실적이지 않다.

이상과 같이 화웨이가 현재 중국 실정상 7나노 생산시설이 없어 자체 5G 칩을 생산하지 못하는 난국을 타개하기 위해 디각적인 노력을 기울이고 있는 것으로 보이는데, 실제 효과적인 대안이 나오기는 그리 쉽지 않아 보인다.

세계 M/S 2위, 중국 반도체 후공정 분야에서 약진세

반도체의 세계적 분업체계에 있어 중국은 반도체 후공정 분야에서 대만에 이어 세계 2위의 시장점유율을 차지하고 있다. 상대적으로 경쟁력이 있는 분야이다.

향후 중국 후공정 산업은 관련 기업의 수량도 풍부하고 기업간의 경쟁도 매우 치열해서 자생적인 발전이 이루어 질 것으로 보인다. 또한 중국정부의 국가 반도체펀드가 업계 개발 기업들의 국내 경쟁력 강화 및 관련 기업들의 세계화에 많은 지원을 하고 있는 것도 분명하다.

<필자 약력>

베이징대학 한반도연구소 연구원
중국 한국창업원 원장
SV인베스트먼트 고문
전 산업은행 베이징지점 고문
서울대 조선해양공학 학사/석사

베이징= 최헌규 특파원 chk@newspim.com

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리사 수, 전영현 부회장과 만찬..."아주 좋은 대화 나눴다" [서울=뉴스핌] 이승우 기자 심재민 인턴기자 = 리사 수 AMD 회장 겸 최고경영자(CEO)가 7일 삼성전자 서초사옥을 직접 찾아 전영현 삼성전자 대표이사 겸 디바이스솔루션(DS)부문장 부회장 등 주요 경영진과 만나 양사의 파트너십에 대해 논의했다. 이날 만남의 핵심 의제로 꼽힌 AMD와 삼성의 '파트너십'에 대해 수 회장이 "아주 좋은 대화를 나눴다"고 밝혔다. 고대역폭메모리(HBM)와 DDR5에서 시작된 양사의 협력이 파운드리, 피지컬 AI 등 AI 반도체 전반으로 확대될 수 있다는 기대감이 높아졌다. [서울=뉴스핌] 심재민 인턴기자 = 리사수 AMD CEO가 삼성전자 서초사옥으로 빠져나가고 있다. 2026.10.07 flurry327@newspim.com ◆ "파트너십에 대해 아주 좋은 대화 나눴다" 수 회장은 이날 오후 4시44분께 검은색 차량을 타고 서울 서초구 삼성전자 서초사옥에 도착했고, 오후 8시경까지 전 부회장을 비롯한 경영진과 만찬을 즐겼다. 이날 밤 늦게 출국을 앞두고 빡빡한 일정을 소화했다. 수 회장은 사옥에 들어서기 직전 삼성과 논의할 핵심 의제를 '파트너십'이라고 짧게 밝혔다. 현장에서 '어떤 이야기를 나눌 예정이냐'는 취재진 질문에 수 회장은 "파트너십 얘기를 할 것"이라고 답했다. '이재용 삼성전자 회장도 만나느냐'는 질문에는 "Too much information(너무 많은 정보가 있다)"라며 즉답을 피했다. 삼성전자 측에서는 김재준 삼성전자 메모리사업부 부사장과 조상연 삼성전자 DSA법인장(부사장)이 수 회장을 사옥 1층에서 영접했다. 수 회장은 이날 서초사옥에서 전 부회장과 약 7개월 만에 재회했다. 둘은 지난 3월 삼성전자 평택사업장에서 차세대 AI 메모리 협력을 위한 업무협약(MOU)을 체결하기 위한 만났다. 생산라인도 둘러보며 메모리와 파운드리를 아우르는 협력 가능성을 살펴보기도 했다. 만찬이 끝난 뒤 수 회장은 "삼성은 우리에게 훌륭한 파트너이고 전략적으로 좋은 논의를 나누고 있다"며 "오늘 대화 역시 아주 좋았다"고 말했다. 고대역폭메모리(HBM)와 DDR5에서 시작된 양사의 협력이 파운드리 등 AI 반도체 전반으로 확대될 수 있다는 기대감이 높아졌다. [서울=뉴스핌] 심재민 인턴기자 = 리사수 AMD CEO가 삼성전자 서초사옥으로 들어가고 있다. 2026.10.07 flurry327@newspim.com ◆HBM 넘어 파운드리·피지컬AI까지 협력 넓히나 삼성전자와 AMD의 협력이 메모리를 넘어 파운드리로 확대될지가 이번 회동의 핵심 관전 포인트다. 수 회장은 이날 서울 용산구 드래곤시티에서 열린 'AMD 게이머 데이'에서 "삼성은 여러 영역에서 좋은 파트너"라며 "파운드리를 비롯한 여러 영역에서 삼성과 계속 협력할 수 있을 것으로 본다"고 말했다. AMD가 AI 가속기 공급을 빠르게 늘리는 가운데 향후 삼성전자의 첨단 공정을 활용한 생산 협력으로 이어질 가능성도 열어둔 셈이다. 양사는 이미 HBM과 DDR5 등 차세대 AI 메모리 분야에서 협력을 구체화하고 있다. 지난 3월 체결한 업무협약(MOU)에는 삼성전자가 AMD의 차세대 AI 가속기 '인스팅트 MI455X'에 6세대 HBM인 HBM4를 공급하고, 랙 단위 AI 서버 플랫폼 '헬리오스'와 차세대 서버용 CPU에 쓰이는 고성능 DDR5에서도 협력을 확대하는 내용이 담겼다. AI 가속기 시장이 커질수록 AMD로서는 안정적인 HBM 공급망 확보가 중요하고, 삼성전자 역시 차세대 HBM 고객을 확보할 수 있다는 점에서 이해관계가 맞닿아 있다. 수 회장은 삼성과의 관계를 중장기 전략적 파트너십으로 강조했다. 그는 "삼성은 AMD의 가장 전략적인 파트너 중 하나이며 HBM, DDR5 등 메모리와 여러 기술에 집중하고 있다"며 "단기적인 1~3년 파트너십이 아니라 3~5년 이상의 중장기 파트너십을 중요하게 보고 있다"고 말했다. 이어 "장기적으로 탄탄한 공급망을 구축하려면 파트너사와 가깝게 일하는 게 중요하다"고 덧붙였다. 파운드리에 대해 구체적으로 무슨 이야기를 나눴는지는 밝히지 않았다. 수 회장은 만찬 이후 '파운드리 분야에 대한 논의에 진전이 있었나'라는 취재진의 질문에 "전반적으로 매우 폭넓은 파트너십을 맺고 있다"고 답했다. 피지컬 AI 분야 협력 가능성도 제기된다. AMD가 최근 페이페이 리 스탠퍼드대 교수가 설립한 AI 스타트업 월드랩스를 82억 달러에 인수하면서 피지컬 AI 특화 반도체 개발에 뛰어들 것이라는 분석이 뒤따르고 있다. 수 회장은 삼성전자와 피지컬 AI 협력에 대해서 "앞으로 아주 다양한 분야에서 함께 협력할 것"이라고 말했다.  raul1649@newspim.com 2026-10-07 21:41
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'여고생 살해범' 장윤기, 1심 무기징역에 불복해 '항소' [서울=뉴스핌] 김신영 기자 = 성범죄를 목적으로 귀가하던 여고생을 납치하려다 살해한 장윤기(23)가 1심 무기징역 판결에 불복해 항소했다. 7일 법조계에 따르면 장윤기는 이날 광주지법 형사13부(이정호 부장판사)에 항소장을 제출했다. 재판 과정에서 공소사실을 모두 인정했으나 항소 기한 마지막 날인 이날 판결에 불복했다. 광주에서 여고생을 흉기로 살해한 장윤기(24)가 5월 7일 오전 광주지법에서 열린 구속 전 피의자 심문(영장실질심사)을 받고 나오고 있다. [사진 = 뉴스핌DB] 장윤기에게 사형을 구형했던 공소청도 지난 2일 항소했다. 앞서 1심 재판부는 성폭력범죄의 처벌 등에 관한 특례법상 강간살인 등 혐의로 기소된 장윤기에게 무기징역을 선고했다. 위치추적 전자장치 부착과 아동·청소년 및 장애인 관련 기관 취업제한 10년도 명령했다. 강간살인죄의 법정형은 사형 또는 무기징역이다. 장윤기는 지난 5월 5일 오전 0시 10분쯤 광주 광산구 월계동 거리에서 귀가 중이던 이채원(당시 16세·고교 2학년) 양을 차량으로 납치해 성폭행하려다 뜻대로 되지 않자 살해한 혐의로 기소됐다. 피해자의 비명을 듣고 달려온 고교 2학년 남학생에게 흉기를 휘두른 혐의도 받는다. 이 밖에도 범행 이틀 전 아르바이트 동료 여성을 스토킹하고 성폭행한 혐의, 사회복무요원으로 근무하던 당시 청소년 여성의 신체를 몰래 촬영한 혐의 등이 적용됐다. sykim@newspim.com 2026-10-07 20:42
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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