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

기사입력 : 2022년08월22일 10:49

최종수정 : 2022년08월22일 17:32

<上편에서 이어짐>

◆ 중국의 ASML '상하이마이크로'(SMEE)

중국의 반도체 노광기 개발의 역사는 1980년대까지 올라간다.

중덴커(中电科, 중국전자기술그룹, CETC)제45연구소(第四十五研究所)는 1958년 텐진전자관공장(天津电子管厂)으로 출범한 이후, 1975년 반도체전용장비연구소(半导体专用设备研究所)로 명칭을 변경했다. 1986년부터 '863국가고기술연구발전계획'(国家高技术研究发展计划)에 따른 100여가지 국책연구과제를 수행하면서, 1.5, 0.8, 0.5μm 노광기를 연구하고, 2001년 100nm 노광기 개발에 성공했다.

2002년 국무원 국유자산관리위 100% 소유 중덴커의 자회사로 편입되면서, 반도체 후공정 장비, 신형 FPD(Flat Panel Display) 장비, 태양전지 장비 개발로 전략을 바꾸고, 기존의 반도체 제조 노광기 관련 사업을 상하이마이크로고정밀기계공정(Nanpre)와 상하이마이크로(SMEE)에 넘긴다. 2010년에 다시 "베이징반도체전용장비연구소(北京半导体专用设备研究所)"의 역할을 부여 받아 수행 중이다.

상하이마이크로고정밀기계공정(上海微高精密机械工程, Nanpre Mechanics, 비상장)은 2003년 제45연구소(지분 70%)와 상하이마이크로(지분 30%)가 공동 설립했다. 제45연구소로부터 기술을 이전 받아 90nm 노광기 연구를 일부 수행하였고, 특히 중고 노광기 리노베이션 사업부문은 니콘의 노광기를 누적 100대 이상 리노베이션하는데 성공하였다. 이런 경험은 상하이마이크로가 2018년 90nm노광기 개발을 성공시키는데 밑거름이 되었다.

상하이마이크로전자(上海微电子, SMEE, 비상장)는 중국 유일의 노광기 개발기업으로서, 2003년 상하이전기그룹(지분 32.09%)을 대주주로 하는 상하이시 국유기업으로 설립되었다. 전공정·후공정·LED·FPD 용 노광기를 생산하고 있으며, 2020년에 이미 중국 후공정 (패키징) 노광기 시장점유율 80%를 차지했다.

2003년 설립 당시 중덴커45연구소로부터 기술을 이전 받아, 2009년 중국 최초 2μm 노광기를 상용 출시한 이후, 2013년에는 AMOLED 노광기를 개발했다. 이어 2018년에는 반도체 제조용 90nm ArF DUV 노광기(모델명 SSA600/20)를 개발 완료했다.

2021년 9월에는 중국 정부의 후공정 2.5D/3D SiP(System in Package) 패키징 강화 정책에 따라 대면적 후공정 노광기(모델명 SSB520)를 개발했는데, 해상도 0.8μm(최대 0.6μm), 오차 ≤100nm, 노광 면적 53mm×66mm(반도체 전공정 노광기의 4배)와 60mm×60mm를 지원하는 성능을 가졌다.

특히 2016년부터는 중국 국가정책과제의 일환으로 28nm ArFi DUV 액침노광기(모델명: SSA800/10W)를 개발 중이다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = 상하이마이크로(SMEE) 노광기 제품 라인업 (출처: 팡정증권(方正证券), 2020.6). 2022.08.22 chk@newspim.com

◆ '10년에 칼 한자루' 목표, 28nm 노광기 개발 총력

7~5nm 급 EUV 를 개발하기 위해서는 일단 28nm 급 ArFi DUV액침노광기를 먼저 성공시켜야만 한다.

액침노광기는 굴절율이 1인 공기에 비해, 굴절률이 1.44로 큰 초순수(Pure Water)를 활용해, 노광기의 대물랜즈와 웨이퍼 사이에 얇은 수막을 만들어, 빛을 한번 더 굴절시켜 해상력을 높이는 액침(immersion) 기술을 활용한다. 그래서 이 기술을 ArF(불화아르곤) 광원의 이름에 액침의 'i'를 더해 'ArFi' 기술이라고 부른다.

상하이마이크로는 이미 90nm DUV 노광기 기술이 있으므로 업그레이드를 통해 45nm 해상도를 갖게 하고, 여기에 액침기술을 통해 해상도를 1.44배 높이면 28nm 해상도의 ArFi DUV 액침노광기가 만들어지는 것이다.

중국 정부는 '국가중장기과학및기술반정규획요강(国家中长期科学和技术发展规划纲要)(2006-2020)'에 따라 중국과기부가 주관하는 '국가중점연구계획'(国家重点研发计划)의 16대(大) 과제 중, 두번째인 '02전문프로젝트' 를 VLSI반도체 제조장비 및 공정세트 개발로 정하고, ArFi 액침노광기 기술개발 프로젝트를 본 계획의 일부로 포함시켜 적극 지원하고 있다.

상하이마이크로의 28nm ArFi DUV 노광기(모델명: SSA800/10W) 개발의 기술 표준은 ASML의 TWINSCAN NXT:2000i 모델 수준으로 정하고, 효과적인 개발을 위해 여러 기업간 분업체제를 도입했다.

현재 △상하이마이크로(SMEE): 노광기 설계 및 시스템 조립 △화궈정과(U-Pression): 노광기 듀얼 마운트 △커이홍위안(RSLaser): 노광기 광원 △궈커정밀(CNEPO): 노광기 광학시스템 △궈왕광학: 노광기 대물렌즈 모듈 △치얼기전(CHEER): 노광기 액침(Immersion) 시스템 △ 동팡징위안(DJEL): 노광 최적화 소프트웨어 등 모두 7개사가 참여하고 있다.

이가운데 화줘정과(华卓精科, U-Precision, 834733.OC)는 칭화대 출신 창업자들이 2012년 5월 베이징에 설립했다. 28nm 노광기 듀얼 마운트 개발을 책임지고 있고, 이외에 초정밀 위치추적 플랫폼, 고성능 방진 시스템, 레이저 급속 풀림(열처리) 장비, 정전기 원반(PVD, CVD, ETCH, ALD 용) 등 제품도 개발한다.

◆ 인해전술식 노광기 개발

커이홍웬(科益虹源, RSLaser, 비상장)은 중국과기원광전연구원(中国科学院光电院) 등이 투자한 국유기업으로서, 2016년 7월 베이징에 설립되었다. 중국에서 유일하고, 세계에도 오직 3사만이 보유한, 고출력 엑시머 레이저(Excimer Laser) 기술을 가지고 있으며, 28nm 노광기 광원을 담당하고 있다.

궈커정밀광학(国科精密光学, CNEPO, 비상장)은 중국과학원장춘광학기계연구소가2014년 8월 창춘에 설립했다. 90nm 노광기 광학시스템을 개발한 바 있고, 현재는 28nm노광기 광학시스템을 담당한다. 자외선 탐측 광학모듈, 첨단 광학 탐측 렌즈 등 기술 및 제품도 보유하고 있다. <下편에 계속>

베이징= 최헌규 특파원 chk@newspim.com

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연말 공항은 설렘으로 가득하다 [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = #. 스타트업 입사 4년 차인 30대 직장인 A씨는 연말에 아껴둔 휴가를 소진하기로 결심했다. 그동안 여러 프로젝트로 쓰지 못한 연차를 모두 사용하기로 했다. 회사에서도 연차 소진 권고가 내려지면서 징검다리 연휴를 눈치 보지 않고 사용할 수 있는 분위기가 조성됐다. 이에 A씨는 크리스마스 이브인 23일, 24일과 26일 연차를 내고 22일 저녁 일본에 도착해 여정을 시작하는 6박 7일 여행을 다녀오기로 마음먹었다. [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 24일 비행기 출발을 기다리는 이들로 설렘이 가득차 있던 김포공항에는 크리스마스 이브를 맞이해 화요일인 26일 징검다리 연휴에 연차를 낸 이들과, 고국으로 돌아가는 외국인 관광객 등이 공항에 자리했다. 2025.12.24 aaa22@newspim.com 24일 크리스마스를 앞둔 김포공항은 여행객으로 북적였다. 크리스마스 다음날인 26일 금요일 하루를 연차로 내면 최소 3박 4일의 휴가를 즐길 수 있어서다. 내년 1월 1일 신정까지 연차를 내면 최장 11일을 휴가로 사용할 수 있다. 커다란 캐리어를 양손에 쥐고 있는 하루토(가명·23) 씨는 이날 고국인 일본으로 돌아간다. 그는 "한국 여행을 마치고 가족들과 크리스마스와 연말을 함께 보내기 위해 고국인 일본에 가기로 했다"고 설명했다. 이날 출국장에는 외국인들이 화장품 등 다양한 선물을 가득 담은 박스와 커다란 캐리어를 밀며 분주히 오갔다. 출국장에 위치한 체크인 줄에는 커다란 기내용 캐리어를 쥔 사람들로 줄들이 가로세로 빽빽히 차 있었다. 이른 아침 시간에 출발하느라 챙기지 못한 끼니를 벤치에 앉아 간단히 빵과 커피로 때우는 이들도 간간히 보였다. 안양에서 왔다는 30대 커플은 "4박 5일 일정으로 대만으로 갈 예정"이라며 "직장인이라 업무 때문에 더 휴가를 내지 못해 아쉽다. 뒤에 휴가를 더 붙였다면 유럽에 가고싶었다"고 아쉬워했다. 이어 "업무가 쌓여있어도 연차를 아예 날릴 수는 없고 (회사에서도) 소진하라는 분위기여서 다행이었다"라며 "대만에서 맛있는 음식을 많이 먹어보고 싶다"며 기대감을 감추지 못했다. [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 24일 김포공항 출국장 한 켠에 쌓여 있는 캐리어와 수화물들. 2025.12.24 aaa22@newspim.com 이날 공항에서 만난 40대 여성은 서울 서초구 양재에서 공항으로 왔다. 그는 "중국 상하이에서 근무하는 남편을 만나러 간다"며 "중국에서 2주 정도 같이 연말을 보낼 것"이라고 말했다. 해외에서 보내는 장기 휴가가 가능한 이유는 크리스마스인 25일, 내년 신정인 1월 1일이 각각 목요일이기 때문이다. 금요일인 26일(금요일), 29일부터 31일까지, 내년 1월 2일(금요일) 등 총 5일의 연차를 사용하면 최장 11일의 휴가를 즐길 수 있다. 가족끼리 휴가일을 맞춰 같이 해외 휴가를 가는 경우도 있었다. 장승훈(28·건국대 컴퓨터공학과) 씨는 "참여하고 있는 개발자 관련 프로그램에 양해를 구하고 나를 포함해 총 6명이 중국 상하이로 어머니 생일과 가족 기념일을 겸해 가족 여행을 간다"며 "아버지나 삼촌 등 다른 분들도 휴가를 낼 수 있었던 것 같은데 중국을 가본 적이 없어 기대가 된다"고 말했다. 이날 출국하는 여행객들의 목적지는 일본과 중국이 대부분이었다. 고환율과 엔저의 영향으로 여행 경비 부담이 비교적 덜한 일본이나 중국이 인기 관광지로 꼽혔다. 여행 전문 기업 노랑풍선에 따르면 올해 12월 25일부터 내년 1월 4일까지 노랑풍선을 통해 해외 패키지여행을 예약한 고객 수는 전년 동기간 대비 약 10% 증가한 것으로 나타났다. 특히 이중 일본이 30%로 가장 높았고, 중국(20%)이 그 뒤를 이었다. 베트남과 필리핀은 각각 16%, 7%를 차지했다. 노랑풍선 관계자는 "한한령 완화와 단체 비자 발급 확대, 주요 노선의 항공편 증편 등 여행 여건이 개선되면서 중국 여행객이 늘었다"며 "긴 연휴로 장거리 여행을 가는 이들이 생기며 유럽은 8% 수준을 늘었다"고 설명했다. aaa22@newspim.com 2025-12-24 14:41