中 노광장비, 2004년 ASML 수준…“10년 내 추격 어려워”

UBS 보고서 “15년 전 수준 성숙도”
2~5년 내 DUV 장비 대량 생산 능력 확보
ASML, NA 등 신기술 개발로 격차 벌려

ASML 로고. 로이터연합뉴스

중국의 반도체 자립이 가속화되고 있지만 향후 10년 내로는 ASML의 기술력을 따라잡지 못할 것이라는 전망이 나왔다. 극자외선(EUV) 노광 장비는 엔비디아용 칩을 포함한 첨단 반도체 생산에 필수적인 설비로, 네덜란드 ASML이 세계에서 유일하게 공급한다. 중국은 미국이 주도하는 수출 규제로 이 장비를 들여올 수 없어 자체 개발에 총력을 기울이고 있다.

2일(현지 시간) 블룸버그통신에 따르면 UBS그룹은 이날 보고서를 통해 중국이 향후 10년 안에 ASML의 EUV 노광 기술을 대체할 만한 장비를 개발하기는 어려울 것으로 예측했다. 프랑수아자비에 부비니 애널리스트는 보고서에서 “중국은 2004년의 ASML과 비슷한 단계에 있는 것으로 보인다”고 밝혔다. 분석팀은 광원과 레이저 하위 시스템을 중심으로 한 특허 활동을 근거로 들며, ASML이 EUV 장비를 양산하기 15년 전 수준의 성숙도를 보인다고 평가했다.

다만 UBS는 중국이 2~5년 안에 이머전 심자외선(DUV) 노광 장비를 대량 생산할 능력은 갖출 것으로 예상했다. UBS는 “ASML 대비 수율과 처리량에서 격차가 있을 가능성과 규제 제약을 감안하면 중국산 노광 장비가 중국 밖에서 쓰일 가능성은 낮다”면서도 “장비 성능과 중국 반도체 공급망의 역량에 대한 정보가 제한적이어서 불확실성이 남는다”고 말했다.

중국 정부는 반도체 자급자족을 위해 막대한 국가 자본을 투입해왔다. 중국 반도체 업계는 현재 30% 수준인 자급률을 2030년까지 80%로 끌어올린다는 목표를 세웠으며, 여기에는 첨단 장비 국산화까지 포함된다.

자금 통로는 ‘국가집적회로산업투자펀드’(빅펀드)다. 2014년 1기를 시작으로 여러 차례 자금을 조성했고 가장 최근인 3기 규모는 3440억 위안(약 70조 원)에 달한다. 자금은 파운드리 SMIC와 창신메모리(CXMT), 양쯔메모리(YMTC) 등에 집중 투입되고 있다.

ASML, ‘하이 NA’로 격차 확대…中엔 EUV 못 판다

미국 오레곤주 인텔 반도체 공장에 설치된 네덜란드 업체 ASML의 ‘하이(High) NA EUV(극자외선)’ 장비의 모습. 로이터연합뉴스

ASML은 EUV 노광 장비를 독점 공급하며 초미세 반도체 공정 기술을 선도하고 있다. 최근에는 기존 EUV 장비의 성능을 뛰어넘는 ‘하이 NA’와 ‘하이퍼 NA EUV’ 기술을 개발해 초미세 공정의 한계를 계속 넓히며 기술 격차를 더욱 벌리고 있다. 다만 ASML은 주요 시장 가운데 하나인 중국에 EUV 장비를 판매할 수 없도록 규제받고 있다.

중국은 최첨단 장비 도입에 어려움을 겪고 있지만 대규모 투자로 추격에 속도를 내고 있다. UBS가 근거로 든 광원과 레이저 하위 시스템 특허 활동은 중국이 EUV 장비를 자체 개발하려는 움직임을 보여준다. 동시에 이머전 DUV 노광 장비 양산에 돌입하는 등 가시적 성과도 내고 있다. 하지만 DUV는 EUV의 미세한 회로를 그리는 공정을 아직 따라갈 수 없다. EUV 공정을 활용하면 공정 수를 줄여 생산성을 높이고 고성능 반도체를 만들 수 있다.

한편 이머전 DUV 장비는 EUV보다 기술 수준은 낮지만, 빛으로 실리콘 웨이퍼에 미세한 회로 패턴을 새기는 방식으로 반도체 생산에 여전히 필수적이다. ASML은 이머전 DUV 장비 가격을 9000만 달러에 가깝게 책정하고 있으며, EUV 장비는 대당 2억 달러를 넘는다.

박시진 기자 see1205@sedaily.com