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화웨이의 최신 5G 스마트폰인 메이트 60 프로에 중국 자체 제작한 7나노 칩이 사용되며 중국에 놀라운 기술적 진보가 이뤄진 것으로 여겨졌다.
화웨이의 7나노 칩 생산은 중국이 7나노 이하 칩 생산에 도달할 잠재력을 보여주는 중요한 성과로, 화웨이가 설계한 칩은 SMIC의 기존 장비로 달성할 수 있는 경계를 허물 가능성을 보여줬다.
그러나 이런 진전이 중국의 7나노 이하 칩 대량 생산 능력을 보유했다는 것을 의미하지는 않는다.
전문가들은 중국 기업들이 첨단 칩 제조 발전에 필요한 리소그래피 시스템을 생산하는 데 서방보다 수년이 뒤져있다고 말한다.
더욱이 2024년 미국의 새로운 수출 제한 조처가 내려지면 중국 칩 제조업체들이 기존 리소그래피 장비의 부족으로 첨단 칩 제조에 더 큰 제약을 받게 될 것으로 전망한다.
지금은 물론 향후 첨단 리소그래피 시스템 부족으로 7나노 이하 칩 생산에 어려움을 겪을 것이며, 이 문제를 해결하기 위해서는 최소 4~5년 더 시간이 필요할 것이라고 말한다.
EUV 리소그래피 시스템은 7나노 이하 칩을 생산하는 데 필요한 핵심 기술이지만, 현재까지 네덜란드의 ASML이 독점적으로 생산하고 있다. 미국은 중국에 대한 수출 제한으로 중국이 EUV 리소그래피 시스템을 확보하는 것을 막고 있다.
이 장비는 중국 자체 기술로 개발이 쉽지 않다. 리소그래피 시스템은 매우 복잡한 기술이며, 이를 개발하기 위해서는 다양한 분야의 기술 협력이 필수적이다. EUV 리소그래피 시스템은 광원, 첨단 광학, 시스템 통합 등 다양한 기술을 필요로 하는데, 이런 기술을 중국이 아직 모두 개발하지 못했다.
중국은 현재까지 90나노 리소그래피 해상도만 가능한 리소그래피 시스템을 개발해 왔으며, 7나노와는 기술 격차가 크다.
중국 자체 장비 개발은 불가능한 것은 아니지만, 상당한 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 리소그래피 시스템 개발에 막대한 투자를 하고 있지만, 뚜렷한 성과를 내지 못하고 있다.
중국전자생산장비산업협회의 리진샹 부총재는 지난 8월 한 포럼에서 중국산 리소그래피 시스템의 한계를 말했다. 리소그래피는 빛을 사용해 웨이퍼에 회로를 형성하는 장비로, 칩 회로 선폭을 결정하는 중요한 역할을 한다.
리진샹 부총재의 발언은 중국산 리소그래피 시스템은 첨단 공정에 사용하기에는 성능이 부족하다는 것을 의미한다. 7나노 이하 칩을 생산하려면 EUV 리소그래피 시스템이 필요하지만, 중국은 EUV 리소그래피 시스템을 독자적으로 생산할 수 없다.
중국산 리소그래피는 DUV 리소그래피 시스템으로, 193나노 회로 선폭을 구현할 수 있다. 중국은 현재까지 DUV 리소그래피 시스템은 독자 생산할 수 있는 기술을 보유하고 있다.
그러나, 7nm 이하의 회로 선폭을 구현할 수 있는 EUV 리소그래피 시스템은 아직 자체 개발하 못하고 있다.
러몬도 미 상무장관이 지난달 중국이 7nm 칩을 자체적으로 생산할 수 있다는 증거가 없다며 화웨이 제품 개발에도 상업적으로 실행 가능한 대량 생산으로 이어지지 않을 수 있다고 말한 배경도 이것 때문이다.
중국은 수년간 독자적인 리소그래피 시스템을 개발하기 위해 노력해 왔으며 국유기업인 SME(Shanghai Micro Electronics Equipment Group)에 기대를 걸고 있다. 그러나 현재까지 이 회사의 최고 기계인 SSA600/20 스캐너는 90나노 리소그래피 해상도만 가능해 AMSL이나 일본의 니콘과 같은 글로벌 업체들에 크게 뒤떨어진다.
2024년 1월부터 중국은 ASML의 2000시리즈 DUV 리소그래피 시스템 구매마저 중단되어 칩 공장의 확장 계획에 차질이 우려된다.
박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com
