[서울=뉴스핌] 최헌규 중국전문기자= 중국 화웨이(Huawei·华为)가 글로벌 반도체 업계의 절대적 지침이었던 '무어의 법칙' 한계를 극복할 새로운 패러다임으로 '타오(τ)의 법칙'을 발표하고 나선 데 대해 세계 반도체 및 투자 시장이 촉각을 곤두세우고 있다.

중국 통신장비 및 반도체 대기업 화웨이는 그동안 첨단 노광 장비(EUV) 반입 제한 등 미국의 기술 제재를 넘기 위해 전력을 기울여 왔는데, 이번 타오(τ)의 법칙 제안이 중국 독자적인 기술 돌파구를 여는 데 일대 변곡점이 될 것이라는 예상 속에 글로벌 테크 업계에 파장을 던지고 있다.

세계 반도체 전문가들은 반도체 산업의 발전 방향을 지배해 온 '무어의 법칙(Moore's Law)'이 물리적 한계와 비용 장벽에 부딪힌 가운데, 중국 화웨이가 이를 대체할 새로운 산업 표준으로 '타오(τ)의 법칙'을 제시해 글로벌 업계와 증시를 뒤흔들고 있다고 진단했다. 중국이 글로벌 반도체 분야에서 산업 발전을 주도할 독자적인 이론과 실증 원칙을 전면에 내세운 것은 이번이 처음이다.

상하이 펑파이신문 등 중국 매체 보도에 따르면, 5월 25일 상하이에서 열린 '2026 국제 회로 및 시스템 학술대회(ISCAS)'에서 화웨이 반도체 사업부(하이실리콘) 총재인 허팅보(何庭波)는 '반도체 신경로 탐색과 실천'이라는 주제의 기조연설을 통해 '타오의 법칙'을 공식 발표했다.

같은 날 허 총재는 중국과학원(CAS) 과학기술논문 예비발표 플랫폼에 '다층 전자 시스템의 시간 축소 이론'이라는 제목의 논문을 게재하고 상세한 방법론을 함께 공개했다.

'타오의 법칙'의 핵심은 선폭을 줄이는 전통적인 '기하학적 수축' 대신, 신호 전송 지연 시간을 줄이는 '시간(τ) 수축'을 반도체 및 전자 시스템 진화의 최우선 지침으로 삼는 것이다.

그동안 반도체 업계는 2년마다 트랜지스터 밀도가 두 배로 증가한다는 무어의 법칙에 따라 회로 선폭을 좁히는 데 사활을 걸어왔다. 그러나 7나노미터(nm) 진입 이후 막대한 비용 부담과 물리적 한계에 직면했으며, 최첨단 2나노 공정의 칩 설계 비용은 10억 달러(약 1조 3천억 원)를 넘어서는 등 효율성이 급격히 떨어졌다. 더욱이 미국의 반도체 제재로 최첨단 DUV·EUV 노광 장비 확보가 가로막힌 중국과 화웨이 입장에서는 이 한계가 훨씬 더 치명적으로 작용했다.

이에 화웨이 반도체 팀은 지난 6년간 모바일 SoC, AI 가속기, 패키징 등 전 분야를 심층 연구한 끝에 최적화의 목표 자체를 바꿨다. 허팅보 총재의 논문에 따르면, 이는 반도체 칩 내부의 트랜지스터, 회로, 시스템 각 계층에서 고유한 특성 시간 상수인 '타오(τ)'를 계통적으로 단축하겠다는 전략이다.

이에 대해 펑파이신문은 트랜지스터가 작아져서 성능이 좋아졌던 본질 역시 '신호 전달 시간이 짧아졌기 때문'이므로, 공간이 아닌 '시간' 그 자체를 주요 측정 기준으로 삼겠다는 역발상이라고 전했다.

시간 상수 '타오(τ)'를 줄이기 위한 화웨이의 핵심 설계 방법론은 '논리 접기'이다. 이는 기존의 평면적인 2차원 구조에서 벗어나, 디지털·아날로그·메모리 회로를 Z축 방향으로 수직으로 쌓아 올리는 3차원 아키텍처다. 화웨이는 이를 단층 주택을 엘리베이터가 있는 고층 빌딩으로 전환하는 것에 비유했다. 선폭을 무리하게 줄이지 않고도 신호 이동 거리와 핵심 경로를 대폭 단축해 유효 트랜지스터 밀도와 능률을 극대화하는 방식이다.

이 기술은 한정된 내부 공간과 엄격한 방열 기준이 요구되는 모바일 스마트폰 전용 SoC(시스템온칩)에서 첫 대규모 양산 테스트를 마쳤다. 화웨이에 따르면 공정 노드(제조 공정 단계)를 그대로 고정한 상태에서 '논리 접기' 기술을 적용한 결과, 트랜지스터 밀도는 55% 급증했고 에너지 효율은 41% 향상되는 계단식 성장을 이뤄냈다.

허 총재는 "2026년 가을 출시 예정인 신형 '기린(Kirin·麒麟) 2026' 스마트폰 칩에 이 기술이 최초로 완전 적용되어 단층에서 복층 구조로 확장됐다"며, "미세 공정 기술만으로는 달성하기 어려운 획기적인 도약을 이루어 냈으며, 2027년 이후 양산 칩에 전면 도입될 것"이라고 공언했다. 화웨이는 타오의 법칙을 기반으로 오는 2031년까지 하이엔드 칩의 트랜지스터 밀도를 기존 1.4나노 공정과 동등한 수준까지 끌어올리겠다는 구체적인 로드맵도 제시했다.

시장 분석가들은 화웨이가 통신 네트워크 분야에서 축적한 고속 전송 및 저지연 기술 노하우를 반도체 칩 내부 설계에 성공적으로 이식했다고 평가한다. 글로벌 시장조사업체 옴디아의 허후이 중국 반도체 분석 총재는 "미세 공정이 제한된 상황에서 소재 개선과 통신 기술 강점을 결합해 물리적 한계를 보완하는 독자적 돌파구를 찾은 것"이라고 진단했다.

이번 발표는 기술 제재로 압박을 받던 중국 반도체 국산화 공급망에 초대형 호재로 작용했다. 발표 당일 중국 증시에서 파운드리(반도체 위탁생산) 기업인 중스궈지(SMIC)는 상한가에 육박했고, 화훙반도체는 20% 가격제한폭까지 치솟았다. 토경과기(Piotech), 성메이상하이(ACM Research) 등 반도체 장비 주가도 일제히 폭등했다.

화웨이는 지난 2020년부터 2026년까지 6년간 모바일, AI, 자동차, 산업용 인프라 시장을 겨냥해 총 381종의 칩을 설계 및 양산하며 타오의 법칙을 실증했다고 밝혔다. 이를 바탕으로 2029년까지 CPU 코어 주파수를 4GHz 이상으로 끌어올리고, 2035년까지 AI 하드웨어 집적도를 100배 이상 성장시키겠다는 포부를 덧붙였다.

전문가들은 엔비디아의 시스템급 집적이나 AMD의 칩렛(Chiplet) 기술처럼 글로벌 업계가 단편적으로 추진하던 최적화 트렌드를 화웨이가 후기 무어의 법칙 시대의 '포괄적 전스택(Full-Stack) 솔루션'으로 정립해 낸 점에 주목하고 있다. 기술 패권 경쟁 속에서 중국 반도체 산업이 대안 경로의 유효성을 증명함에 따라, 향후 글로벌 테크 시장의 주도권 경쟁 향방에 귀추가 주목된다.

 서울= 최헌규 중국전문기자(전 베이징 특파원) chk@newspim.com