中, EUV 장비 자립화까지 나서…HBM 추격 가능할까

[이데일리 박원주 기자] 중국이 서방의 반도체 제재에도 불구하고 극자외선(EUV) 장비 시제품을 개발했다. 중국 기업들이 최신 장비가 없이 5나노 칩 생산에도 성공한 만큼, 이번 EUV 자립화가 고대역폭메모리(HBM) 시장에서의 경쟁력 강화로 이어질 것이라는 관측이 나온다.

ASML 공장에서 극자외선(EUV) 노광장비 생산을 위해 작업하고 있다.(사진=로이터)

24일 업계, 외신 등에 따르면, 중국 선전 내 한 연구소는 올해 초 EUV 장비의 시제품을 개발한 후 시험 가동 중인 것으로 알려졌다. 해당 시제품은 네덜란드 ASML 출신 엔지니어들이 중심이 돼 기존 장비를 역설계하는 방식으로 만든 것으로 전해졌다.

EUV 장비는 7나노(나노미터, 10억분의 1m) 이하의 최첨단 칩을 만드는 데 필수적인 장비다. 이는 13.5나노 굵기의 빛의 파장을 통해 웨이퍼에 얇은 회로를 그리는 방식으로 되는데, 사실상 ASML이 독점 생산하고 있다. 특히 반도체 제조업체가 생산성과 제품의 성능을 강화는 게 중요해지면서, EUV 장비의 필요성은 더욱 강조된다. 회로를 정밀하게 구현할수록 웨이퍼당 칩 생산량이 늘어나고 전력 효율이 개선되기 때문이다. 이에 삼성전자, TSMC 등은 EUV 장비를 도입해 3나노 등 초미세 공정에 대응하고 있다.

그러나 미국과 네덜란드가 ASML의 최첨단 심자외선(DUV) EUV 장비의 중국 수출을 제한하면서, 중국 기업들은 구형 DUV 장비를 활용해 초미세 공정에 대응해 왔다. 일례로 화웨이와 SMIC는 EUV 장비 없이 구형 DUV 장비만으로 5나노 칩 생산에 성공했다.

이번 자립화가 상용화 단계까지 접어들면 중국의 첨단 반도체 경쟁력이 한층 더 강화될 것으로 보인다. 특히 중국의 HBM 굴기에도 속도가 붙을 것이라는 분석이 나온다. SK하이닉스와 삼성전자, 마이크론 등이 10나노급 HBM 전용 차세대 D램 생산을 위해 EUV 장비를 운용하고 있는 것처럼, 창신메모리테크놀로지(CXMT) 등 중국 메모리 업체들도 EUV로 D램을 더욱 미세하고 정밀하게 만들어 성능을 올릴 것이라는 의미다. CXMT는 올해 4분기 화웨이에 HBM3 샘플을 공급하고 연내 양산 체제 구축을 준비하는 등 HBM 분야에서 추격을 이어가고 있다.

업계와 전문가들은 수율 확보나 부품 분야 등에서의 한계가 있는 만큼, 중국의 EUV 자립화가 단기간에 HBM 성과로 이어지진 않을 것이라고 본다. 유회준 카이스트 전기전자공학부 교수는 “올해 8월 초 HBM 제조 공장 등을 방문했는데 중국의 반도체 생태계의 속살은 상당히 망가져 있는 상태였다”며 “창춘 연구소에서 EUV 광원을 광학계에 통합하는 등의 움직임이 있었지만 양산이 가능한 정도는 아니었다”고 했다.

박재근 한양대 융합전자공학부 석학교수는 “(자체 장비로) 7나노 공정을 진행한다더라도 SMIC의 수율은 TSMC, 삼성전자의 절반 정도인 수준”이라고 말했다.