[반도체 열한 번째 특별과외] 중국의 7나노 반도체 개발의 의미... 그리고 우리의 대책
▲ 지난 8월 31일 중국 상하이에 있는 화웨이 매장의 대형 스크린이 신규 프리미엄 스마트폰 mate 60을 광고하고 있는 모습. mate 60 pro는 중국 SMIC가 7나노미터 공정으로 자체 생산한 반도체가 사용됐다고 해서 이슈가 됐다. ⓒ 연합뉴스/EPA이제까지는 중국의 반도체 미세화 기술 수준이 14나노 정도라고 알고 있었고, 미국의 반도체 관련 수출규제도 핀펫 기술 등을 사용한 로직반도체의 경우 14나노 이하에 대해서만 이뤄졌습니다. 이런 상황에서 중국 반도체 회사가 7나노 공정을 사용한 반도체로 스마트폰을 만들어 냈으니, 미국의 규제와 상관없이 중국이 반도체 산업을 독자적으로 운영할 수 있는 수준이 된 게 아닌가 하고 다들 놀란 것입니다.7나노 공정에 7나노짜리 회선은 없다
반도체 업계에는 '무어의 법칙'이라는 게 있습니다. 인텔의 공동 창립자인 고든 무어의 주장으로 반도체의 성능이 약 2년마다 2배씩 좋아진다는 겁니다. 반도체의 성능이란 결국 같은 면적에 얼마나 많은 트랜지스터를 집어넣느냐 하는 건데, 트랜지스터를 2배 더 넣으려면 선폭을 약 30% 정도 줄이면 됩니다. 반도체의 여러 공정 중 핵심은 반도체 회선을 웨이퍼에 그리는 노광 공정입니다. 노광 공정의 발전이 곧 반도체 회로의 미세화와 직결됩니다. EUV와 DUV 모두 노광장비인데 파장이 짧은 극자외선을 이용하는 EUV 장비가 훨씬 더 정밀한 작업을 수행합니다. 심자외선을 사용하는 DUV 장비는 ASML과 니콘 등 몇몇 회사에서 생산을 하고 있지만, EUV 장비는 현재 ASML만 생산이 가능합니다. 언론들은 SMIC가 ASML의 EUV 장비를 몰래 들여와서 사용했을 가능성도 언급하고 있습니다. 하지만 그럴 가능성은 거의 없습니다. ASML의 EUV 장비는 대당 가격이 2천억 원대인데도 없어서 못 팔고 있습니다. ASML의 연간 생산 대수는 30대 수준으로 지금까지 생산한 EUV 장비는 모두 이력 관리가 되고 있습니다. 설령 장비가 중국으로 흘러 들어갔다 하더라도 ASML의 기술 협력 없이는 설치 및 관리, 교정이 어렵습니다.
이때 노광 공정뿐만 아니라 전후의 증착과 식각 공정도 함께 늘어나기 때문에 비용이 크게 증가합니다. 공정이 추가될수록 불량률은 높아지고 생산성은 떨어지기 마련이기에 결과적으로 타사 대비 가격 및 제품 경쟁력이 떨어질 수밖에 없습니다.그래서 이번 SMIC의 7나노 반도체 양산은 세계 시장에서 경쟁을 하겠다는 의미가 아니라, 중국 내에서 필요한 제품을 미국과 그 동맹국들이 공급해 주지 않는 상황에서 추가 비용을 감수하고라도 자급할 수 있다는 데 의미가 있는 것입니다. 지금은 휴대폰이지만 중국이 인공지능이나 군사용으로 필요한 첨단 반도체를 해당 기술로 생산할 수도 있다는 게 미국의 우려입니다.
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