전체기사 최신뉴스 GAM 라씨로
KYD 디데이
글로벌 특파원

속보

더보기

[고영화의 중국 반도체] <5> 中 노광기 국산화, 반도체 굴기 '사활' <上>

기사입력 : 2022년08월22일 10:41

최종수정 : 2022년08월22일 11:09

[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. 중국 기술 봉쇄를 위해 미국이 반도체 법안을 제정하는가 하면 '칩포 동맹'도 추진중이다. 미국의 제재 속에 2보 전진 1보 후퇴의 공방이 계속되는 가운데 국내외 전문가들은 대륙의 실수 '샤오미' 처럼 중국 반도체 분야에서도 어느 순간 '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.

[고영화의 중국 반도체] 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. 中 노광기 국산화, 반도체 굴기 '사활'
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

미중 반도체 기술 경쟁이 이어지는 가운데 가장 많이 언급되는 용어 중에 하나가 '노광기'(stepper)이고, 미국이 EUV 노광기의 대중국 수출을 제한하는 것이 중국 반도체 제재의 핵심이라고 할수 있다.

반도체 생산 공정에서 가장 복잡하고 중요한 공정이 노광(Litho) 공정이기 때문이다. 반도체의 미세한 회로패턴을 웨이퍼 위에 그려넣는 노광공정은 웨이퍼 가공 시간의 약 40~60%를 차지하고, 반도체 제조 비용의 1/3 이상을 차지한다. 그래서 노광기의 성능이 반도체 제조의 기술수준과 생산성에 가장 크게 영향을 미친다.

노광기가 없으면 반도체를 만들 수 없다. 과연 중국은 반도체 굴기의 '사활'이 걸린 노광기 국산화에 성공할 수 있을까?

◆ 미국의 대 중국 반도체 제재의 핵심 '노광기'

휴대폰, 노트북 PC, 컴퓨터, TV, 셋톱박스(STB) 등 전세계 IT 제품의 50% 이상을 생산하는 '세계의 공장' 역할을 장기간 도맡아온 중국은 수많은 응용수요가 있기 때문에, 제조공장 없이 우수한 인력 몇 명만 있으면 창업할 수 있는 반도체 팹리스(Fabless) 설계회사들이 크게 발전했다.

한편 최소 10조원이 들어가는 반도체 제조공장은 민간자본이 추진하기에는 자금력에 한계가 있어 대분분의 중국 반도체 설계회사들은 대만에 파운드리 외주를 통해 반도체를 제조해왔다.

이를테면 화웨이가 5G 휴대폰 AP '기린990'을 개발하는데 3억 달러를 투자했다고 하는데, 7nm(나노미터)로 설계된 이 반도체를 제조하는 공장은 100억 달러가 넘는 투자가 필요하다. 그래서 화웨이는 대만 TSMC에 외주 파운드리를 맡겼던 것이다.

2013년 이후 '반도체 굴기'의 필요성을 뒤늦게 인식한 중국정부가 '국가 반도체펀드'를 결성하고, 많은 반도체 제조공장 설립에 집중적으로 투자한 결과, 중국은 2016년에 이미 14nm 공장을 설립 함으로서, 미국, 한국, 일본 등 반도체 선진국들과의 기술격차를 2~3년으로 좁혔다.

공교롭게도 이런 상황에서 미국 트럼프 정부는 2019년에 7 nm 이하 미세공정 반도체 장비의 중국 수출을 제한하기 시작했고, 바이든 정부는 정권초기에 10nm 이하를 제한하더니, 올해 7월말부터는 14nm 이하를 제한하는 등 미국은 중국에 대한 반도체 장비 수출을 더욱 더 옥죄고 있다.

특히 반도체 공정 가운데 핵심 분야인 노광장비 중에 10nm 이하 최첨단 노광기 세계시장 100%를 독점하는 ASML도 EUV광원과 제어SW기술은 미국에 의존, 미국의 통제하에 놓여있는 구조다.

또한 3nm 혹은 2nm 이하의 반도체 기술은 반도체 재료의 물리적 특성상 더 이상의 발전이 불가능하다는 사실이 알려지면서, 미국은 후발주자의 추격을 더욱 우려하는 상황이다.

미국은 한국, 일본, 대만 등과 칩포(Chip 4) 동맹을 결성해 견고한 반도체 공급망을 구축하자고 제안한 상태고, 동맹의 구체적인 방안이 나오지 않았는데도 중국은 미리부터 이에 크게 반발하고 있다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = 세계 최초 EUV 노광기 ASML TWINSCAN NXE:3400B 내부구조 (출처: ASML 홈페이지, 2022.8). 2022.08.22 chk@newspim.com

◆ 7-5nm EUV 노광기 세계 시장점유율 100%의 ASML

노광기는 독점 구도가 매우 심각하다. 세계 노광장비는 네덜란드 ASML, 일본 캐논(Canon)과 니콘(Nikon)이 93%를 독점하고 있다. 더욱이 7nm 이하 반도체 제조에 쓰이는 EUV 노광기는 너무 많은 개발비가 들어가기 때문에 초기 개발단계에서 캐논과 니콘이 포기를 선언했고, 유일하게 남은 ASML이 세계 시장 100%를 독점하고 있다.

ASML은 2012년 EUV노광기 개발자금 부족을 해결하기 위해, 지분 23%와 EUV 장비 '우선공급'이라는 조건을 걸고, 인텔, TSMC, 삼성전자에 지분 투자 및 연구개발(R&D) 자금을 요청한다. 협상 끝에 인텔은 지분15%(25억유로), TSMC는 지분 5%(8억3800만유로), 삼성전자는 지분 3%(5억300만유로)를 인수했다.

이와함께 추가 R&D 자금으로 인텔이 8억2900만유로, TSMC와 삼성전자가 각각 2억7600만유로를 출자했다. ASML는 총 13억 8100만유로(약 2조원)의 자금 조달에 성공하고, 마침내 2013년 세계 유일의 7~5nm 공정용 EUV 노광기 TWINSCAN NXE:3400B를 개발 완성하게 된다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = 2019년 세계 노광기 시장점유율 (출처: 팡정증권(方正证券), 2020.6). 2022.08.22 chk@newspim.com

<中 편에 계속>

<필자 약력>

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

베이징= 최헌규 특파원 chk@newspim.com

CES 2025 참관단 모집

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
기후동행카드, 고양·과천도 30일부터 [서울=뉴스핌] 이경화 기자 = 서울시는 '기후동행카드'가 오는 11월 30일 첫 차부터 고양시와 과천시까지 서비스를 확장한다고 21일 밝혔다. 이로써 서울~고양~과천을 오가는 시민들도 월 5만~6만원대로 기후동행카드의 무제한 혜택을 받을 수 있게 된다. 지난 1월 27일 서울 지역을 대상으로 출발한 기후동행카드는 3월 30일 김포골드라인, 8월 10일 진접선·별내선까지 확대됐다. 서울 공동생활권인 인구 100만의 대규모 도시 고양시와 지리적으로 서울시와 경기남부의 길목에 위치한 과천시까지 연결됨에 따라 수도권으로 본격 확대되는 계기가 될 것으로 시는 기대한다.  서울 외 지역 기후동행카드 이용 가능 도시철도 구간 [이미지=서울시] 서울시와 고양시, 과천시는 지난해 2~3월 기후동행카드 참여 업무협약을 체결한 이후 후속 논의를 통해 구체적인 시행방안을 마련하고 11월 30일 고양시(3호선·경의중앙선·서해선), 과천시(4호선)의 기후동행카드 참여를 확정지었다. 관계기관들과 함께 시스템 개발·최종 점검을 완료했다. 이번 확대로 3호선은 고양시 일산서구 대화역에서 서울시 송파구 오금역까지 모든 역사(44개)에서 기후동행카드를 이용할 수 있게 된다. 경의중앙선은 고양시 일산서구 탄현역에서 구리시 구리역까지 34개 역사, 서해선은 고양시 일산서구 일산역에서 서울시 강서구 김포공항역까지 7개 역사, 4호선은 남양주시 진접역에서 과천시 정부과천청사역사까지 34개 역사에서 기후동행카드를 이용할 수 있다. 이에 더해 현재 기후동행카드 서비스 범위에 이미 고양시를 경유하는 서울 시내버스 28개 노선과 과천시를 경유하는 6개 노선이 포함돼 있음을 고려하면 서울과 고양·과천을 통근·통학하는 약 17만 시민의 이동 편의가 더욱 증진될 것으로 보인다.  또 이용범위가 대폭 확대되면서 과천·고양 등 시민들도 기후동행카드의 다양한 문화 혜택을 동일하게 누릴 수 있다. 과천시 4호선 확대로 대공원역도 기후동행카드를 이용할 수 있는 만큼 방문 시 서울대공원 50% 할인 등 혜택을 참고하면 된다.  기후동행카드는 올해 1월 23일 서비스 시작 이후 70일 만에 100만 장이 팔리는 등 시범사업 단계부터 큰 호응이 확인된 바 있다. 7월부터 본사업에 들어가면서 청년할인권·관광객을 위한 단기권 등 다양한 혜택이 더해졌다. 평일 최대 이용자가 65만명이 넘어가는 등 인기가 지속되고 있다. 서울시는 고양·과천 지하철 적용을 시작으로 수도권 시민들에게도 실질적인 혜택을 제공할 수 있도록 관련 협의·시스템 개발 검토를 적극 추진할 계획이다. 향후 기후동행카드의 무제한 확장을 위한 타 경기도 지자체와의 논의 역시 급물살을 탈 것으로 기대된다고 시는 덧붙였다.  기후동행카드를 이용하려면 안드로이드 기반 휴대전화에서 '모바일티머니' 앱을 무료로 다운받아 충전하면 된다. 실물카드는 서울교통공사 1~8호선 고객안전실, 지하철 인근 편의점 등에서 구매한 후 서울교통공사 1~8호선, 9호선, 신림선·우이신설선 역사 내 충전기에서 권종을 선택·충전 후 사용할 수 있다.  기후동행카드의 고양시, 과천시 확대 등에 관한 자세한 내용은 고양시(031-909-9000), 과천시(02-3677-2285), 서울시 120 다산콜센터로 문의하면 된다. 윤종장 서울시 교통실장은 "김포·남양주·구리에 이어 고양·과천 확대로 경기도 동서남북 주요 시군까지 기후동행카드의 무제한 대중교통 혁신이 이어지고 있다"며 "교통비 절감·생활 편의·친환경 동참 등 일상 혁명을 수도권 시민들까지 누릴 수 있도록 수도권 지역 서비스 확대·편의 향상에 총력을 기울이겠다"고 말했다.  kh99@newspim.com 2024-11-21 11:15
사진
김승연 회장, 시흥R&D캠퍼스 첫 방문 [서울=뉴스핌] 김아영 기자 = 김승연 한화그룹 회장이 지난해 5월 공식 출범한 한화오션 사업장을 처음 찾았다.  한화그룹은 김승연 회장이 20일 '한화오션 중앙연구원 시흥R&D캠퍼스'를 방문했다고 밝혔다.  김승연 회장(가운데)이 한화오션 시흥R&D캠퍼스를 방문해 임직원들과 오찬 후 기념촬영을 하고 있다. [사진=한화그룹] 현장을 둘러본 김 회장은 미국 등 글로벌 시장 선점을 위한 초격차 기술경쟁력 확보를 강조했다. 해양 탈탄소 시대를 선도할 그린십(Green Ship) 기술과 방산 기술 혁신으로 조선·해양 분야에서 지속가능한 글로벌 강자로 자리매김할 것을 주문한 것이다. 이날 행사에는 김동관 한화그룹 부회장과 김희철 한화오션 대표이사, 손영창 한화오션 제품전략기술원장도 참석했다. 김승연 회장과 김동관 부회장이 한화오션 시흥R&D캠퍼스의 상업용 세계 최대 공동수조를 방문해 시연을 지켜보고 있다.[사진=한화그룹] 한화오션 시흥R&D캠퍼스는 상업용 세계 최대 규모의 공동수조와 예인수조, 국내 유일의 음향수조 등 첨단 시험 설비를 갖추고 있다. 이를 통해 조선·해양·방산 분야 친환경 초격차 기술 개발을 선도하는 핵심 연구 거점이다. 기술 리더십의 중요성을 강조해온 김승연 회장이 시흥R&D캠퍼스를 찾은 이유이기도 하다.  김승연 회장은 먼저 공동수조(Cavitation Tunnel)를 방문해 연구진의 시연을 지켜봤다. 상업용 세계 최대 규모의 한화오션 공동수조는 길이 62m, 높이 21m의 대형 터널로, 최대 출력 4.5MW 모터와 3600톤의 물을 통해 최대 15m/s의 유속을 형성할 수 있다. 특히, 선박의 추진력을 높이고 수중 방사 소음을 줄이는 연구 성과는 함정의 은밀성과 생존성을 강화하는 방산 기술 개발에도 활용되고 있다. 예인수조를 방문한 김 회장은 임직원들과 함께 수조 내 모형선을 끄는 예인전차에 탑승해 고품질 선박 성능 시험을 참관했다. 한화오션의 예인수조는 길이 300m·폭 16m, 담수량 3만3,600톤으로 세계 최대 규모 최신 시설을 자랑한다. 상선, 함정 등 다양한 선박의 저항, 운동, 조종 성능 등에 맞춤식으로 시험할 수 있다. 김승연 회장이 한화오션 시흥R&D캠퍼스 예인수조를 둘러본 후 임직원들과 기념사진을 촬영하고 있다. [사진=한화그룹] 김 회장은 이 날 임직원들과 함께한 자리에서 "여러분은 한화그룹의 자산이자 대한민국 산업의 자산"이라며 "대한민국의 국익과 국격에 기여한다는 뜨거운 사명감을 갖고 연구에 임해주기 바란다"고 당부했다. 이어 "더 밝게 빛날 한화의 미래에 조선해양 부문이 가장 앞에 서 있을 것을 믿어 의심치 않는다"며 "한화 가족 모두는 우리 그룹의 일원으로서 함께 나아갈 한화오션의 미래에 큰 기대를 가지고 있다. 여러분이 가진 무한한 잠재력과 기술 역량으로 새 시대를 선도해 나가길 바란다"고 덧붙였다. 김승연 회장은 3D 프린팅 기술을 활용해 동일한 형상으로 축소된 프로펠러 모형을 제작하여 다양한 성능을 예측·평가하는 모형제작워크샵에 대한 설명도 들었다. 이곳에서 김승연 회장은 한화오션이 수출형 모델로 독자 개발한 2000톤급 잠수함 모형에 'K잠수함 수출로 글로벌 No.1 도약을 기원합니다'라고 적고 친필 서명하며 해외 수출 성공을 기원했다. 한화오션의 2000톤급 잠수함은 현존하는 디젤 잠수함 중 최고로 평가 받는 장보고-III 플랫폼에 기반해 자체 개발한 중형급 잠수함으로 최신 기술과 다양한 요구사항을 적용한 모델이다. 김승연 회장은 직원 식당에서 임직원들과 오찬도 함께 했다.  김승연 회장이 한화오션 시흥R&D캠퍼스를 방문해 임직원들에게 격려의 메시지를 전하고 있다. [사진=한화그룹] 김 회장은 이 날 한화오션 임직원들에게 "한화는 여러분들이 마음껏 연구 역량을 펼칠 수 있도록 거친 파도를 막아주는 든든한 방파제가 될 것"이라며 굳건한 신뢰의 뜻을 전했다. 한화오션은 시흥R&D캠퍼스의 첨단 인프라를 바탕으로 지속 가능한 해양 솔루션을 개발하고 미래 해양 산업의 변화를 주도하는 글로벌 오션 솔루션 프로바이더로 도약하기 위한 행보를 이어갈 예정이다.  aykim@newspim.com 2024-11-20 15:33
안다쇼핑
Top으로 이동