[고영화의 중국반도체] <4>후공정 세계 2위 中 2.5D/3D 패키징 육성 전력 <下>

기사입력 : 2022년08월03일 15:12

최종수정 : 2022년08월03일 16:55

미국 제재하에 중국 정부 2.5D/3D 패키징 기술 강조

미국이 SMIC(중신국제)와 화웨이에 대한 반도체 기술 및 제품 수출을 제한하는 규제를 연이어 발표한 이후 중국정부는 미국 반도체 제재에 대한 대책을 여러 차례 논의했다.

그 중에 대표적인 회의 중 하나가 2021년 5월 국무원 부총리 류허(刘鹤) 주재로 열린 중국 '국가과학기술 영도소조 (国家科技体制改革和创新体系建设领导小组)' 회의 끝부분에 개최된 '포스트 무어의 법칙 시대를 맞이한 반도체산업의 잠재 파괴적 기술에 대한 전문가 토론'이다.

이때 많은 매체들은 회의 결과를 소개하면서 중국이 미국과의 반도체 기술전쟁에서 부족한 반도체 기술을 만회하고자 첨단 패키징 기술을 발전시킬 것을 강조했다고 전했다. 특히 포스트 무어 시대의 파괴적 기술로 첫째 집적 회로 칩의 기능을 확장하기 위해 트랜지스터 크기의 지속적인 감소에 의존하지 않는 특수 공정 개발에 역점을 두기로 했다. 또 다양한 기능을 갖춘 칩과 구성 요소를 함께 조립하여 이기종을 통합하는 방안 등 2가지 기술 개발을 선정했다고 보도했다.

글싣는 순서

1. 중국 반도체 굴기, 한국 따라잡나
2. 중국 반도체 설계 기술 현주소
3. 中 파운드리 점유율 확대와 한계
4. 후공정 세계 2위 中 2.5D/3D 패키징 육성 전력
5. 반도체 굴기 '보틀넥' 장비산업 공급망 회복은?
6. 무서운 잠재력 중국 반도체 소재
7. 이미지 센서 반도체 세계 3위
8. 세계를 리드하는 중국 AI반도체
9. 반도체 굴기 지탱하는 자동차 반도체 위용
10. 중국 휴대폰 반도체 놀라운 시장 규모
11. 다양한 응용 中 MCU 반도체 시장
12. 3세대 반도체 세계 1등의 꿈
13. 반도체 협력 한중 상생 방안

여기서 '이기종 통합'은 서로 다른 기능을 가진 다이(Die, 가공된 웨이퍼 상에서 잘라낸 IC 원판 하나)를 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding)하여 집적도를 높이는 2.5D 패키징 기술을 말하는 것이다.

예를들어 인공지능 GPU를 만들기 위해서는 CPU 모듈과 메모리 모듈을 하나의 칩에 넣어야 하는데, 완전히 다른 칩을 새로 설계하는 것이 기존의 방법이었다면, 이것을 패키징 단계에서 하나의 패키징 베이스 위에 CPU 다이와 메모리 다이를 배치하고, 플립 칩 본딩 기술로 연결하여 하나의 칩으로 패키징하는 기술이다.

또한 '트랜지스터 크기 감소에 의존하지 않는 공정'은 동종의 다이를 스택으로 쌓아올리고 실리콘 관통 전극(Through Silicon Via, TSV)이라고는 실리콘 기둥을 세워 다이를 3차원적으로 서로를 연결시켜 집적도를 높이는 3D 패키징 기술을 말한다. 현재 삼성전자, SK하이닉스가 이 기술을 적용하여 HBM(High Bandwidth Memory)을 양산하고 있다.

2.5D/3D SiP(System in Package) 패키징 기술은 낮은 기술과 가격으로 반도체의 집적도를 높이고 성능을 혁신적으로 향상시키는 방법이지만 높은 전력 소비가 해결해야할 숙제로 남아있다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 =2.5D/3D 패키징 기술 (출처: 화서증권(华西证券), 2021). 2022.08.03 chk@newspim.com

14나노로 7나노 효과? 화웨이 3D 패키징 기술 난제

페키징 기술 관련하여, 2022년 중반 현시점에서 중국의 반도체 관련 인터넷 사이트에서 토론되는 재미있는 '핫이슈'가 하나 있다.

화웨이가 2019년 자체 기술로 개발한 5G SoC(스마트폰 프로세서) '기린'(KIRIN)990 칩은, 미국의 수출 제재를 받은 후, 2020년 9월 대만 TSMC가 파운드리 서비스 중단을 서비스 하면서 더 이상 생산이 되지 않고 있다.

이 칩은 당시 최첨단 기술인 7나노 공정으로 개발되었고 중국 내에는 7나노 생산 설비가 없어서 생산을 할 수가 없기 때문에 화웨이가 대안으로 중국 내에 존재하는 14나노 생산설비를 이용해서 7나노 성능을 내는 칩을 만들어 내면 되지 않느냐는 논쟁이다.

화웨이는 3D 패키징 기술을 활용하여 14나노 칩 두 개를 쌓아 올리면 7나노 칩 성능을 낼 수 있을 것으로 기대된다고 주장하는 이들이 많다.

하지만, 이 논쟁에서는 칩의 적층(Stacking)은 전력 소모, 공간, 방열 등 세 가지 문제를 부수적으로 야기한다는 사실을 놓치고 있다.

우선, 전력 소모부터 보면 휴대전화 등 전자제품 중 디스플레이 화면 이외에 전기를 많이 소비하는 것이 SoC 이다. 그래서 선폭을 줄여 전기 소모를 감소시키고 있다. Apple M2칩은 5나노 기술을 적용했고, 퀄컴 Snapdragon 8 Gen1은 4나노 기술을 적용했다. 가뜩이나 14나노미터짜리 칩 하나도 버거운데 두 개를 겹쳐 놓으면 전력 소모를 감당할수 없을 것이다.

둘째, 반도체 소비 전력 증가는 발열 증가를 의미한다. 스마트폰은 배터리·모터·카메라 모듈 등을 내장한 뒤 열을 발산할 수 있는 공간이 많지 않을 정도로 내부 공간이 한정돼 있어 발열을 막을 방법이 없다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 =화웨이 7나노 공정의 기린(KIRIN) 990 5G 칩 (출처: 바이두, 2022.8). 2022.08.03 chk@newspim.com

세째, 칩이 쌓이면 두께가 두꺼워진다. 단층짜리 칩의 두께만 해도 스마트폰에서는 두꺼운데 2개를 겹쳐 놓으면 더욱 두꺼워진다. 이 칩이 휴대전화에 들어가는 것은 현실적이지 않다.

이상과 같이 화웨이가 현재 중국 실정상 7나노 생산시설이 없어 자체 5G 칩을 생산하지 못하는 난국을 타개하기 위해 디각적인 노력을 기울이고 있는 것으로 보이는데, 실제 효과적인 대안이 나오기는 그리 쉽지 않아 보인다.

세계 M/S 2위, 중국 반도체 후공정 분야에서 약진세

반도체의 세계적 분업체계에 있어 중국은 반도체 후공정 분야에서 대만에 이어 세계 2위의 시장점유율을 차지하고 있다. 상대적으로 경쟁력이 있는 분야이다.

향후 중국 후공정 산업은 관련 기업의 수량도 풍부하고 기업간의 경쟁도 매우 치열해서 자생적인 발전이 이루어 질 것으로 보인다. 또한 중국정부의 국가 반도체펀드가 업계 개발 기업들의 국내 경쟁력 강화 및 관련 기업들의 세계화에 많은 지원을 하고 있는 것도 분명하다.

<필자 약력>

베이징대학 한반도연구소 연구원
중국 한국창업원 원장
SV인베스트먼트 고문
전 산업은행 베이징지점 고문
서울대 조선해양공학 학사/석사

베이징= 최헌규 특파원 chk@newspim.com

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의대까지 번진 '사탐런' [서울=뉴스핌] 송주원 기자 = 2027학년도 대학수학능력시험에서 이른바 '사탐런' 현상이 한층 더 뚜렷해질 것이란 전망이 나온다. 자연계열 수험생들 사이에서 과학탐구(과탐) 대신 사회탐구(사탐)를 택하는 흐름이 빠르게 확산하면서 올해 수능에서는 사회탐구 과목을 1개 이상 응시하는 비율이 80%에 육박할 수 있다는 관측도 제기된다. 다만 입시 전문가들은 사탐 선택이 단순히 탐구 성적만의 문제가 아니라 확보한 시간과 심리적 여유를 국어·수학·영어 등 다른 영역 성적 향상으로 연결할 수 있는지까지 따져 신중하게 판단해야 한다고 조언한다. 대학수학능력시험 사회·과학 탐구 응시 인원 비중 추이. [사진=김아랑 미술기자] 7일 교육계에 따르면 지난해 치러진 2026학년도 수능에서는 사·과탐 영역 응시자 53만 1951명 가운데 77.3%(41만 1259명)가 사탐 과목을 1개 이상 선택한 것으로 집계됐다. 이에 따라 올해 11월 실시되는 2027학년도 수능에서는 그 비율이 80%를 웃돌 가능성도 거론된다. 이 같은 변화는 전통적으로 미적분·기하와 과학탐구 선택 비중이 높았던 자연계 상위권 모집단위에서도 확인된다. 진학사가 정시 지원 대학을 공개한 수험생 자료를 분석한 결과 선택과목 제한이 없는 대학 지원자 가운데 사회탐구 응시자 비율은 의대 9.3%, 수의대 40.5%, 약대 23.8%로 나타났다. 자연계 최상위권에서도 사탐 선택이 더 이상 예외적인 사례만은 아니라는 방증이다. 배경에는 주요 대학의 자연계열 수능 지정과목 폐지가 있다. 주요 대학들이 2025학년도부터 자연계 모집단위에서 응시 지정 과목을 없애면서 사탐·과탐 혼합 응시가 빠르게 퍼졌다. 사탐 응시 비율은 2023학년도 53.3%, 2024학년도 52.2% 수준이었지만 자연계 학과에서 사회탐구를 인정하는 대학이 늘면서 2025학년도 62.2%, 2026학년도 77.3%로 급증했다. N수생 집단에서도 과탐에서 사탐으로의 이동은 뚜렷했다. 2025학년도와 2026학년도 수능에 연속 응시한 수험생을 보면, 과탐 2과목 응시자 중 19.7%는 이듬해 사탐 2과목으로 23.7%는 사탐+과탐으로 바꿨다. 전년도 사탐+과탐 응시자 가운데서도 62.2%가 올해 사탐 2과목으로 전환했다. 성적 상승 폭도 컸다. 탐구 2과목을 모두 과탐에서 사탐으로 바꾼 집단의 탐구 백분위는 평균 21.68점, 국어·수학·탐구 평균 백분위는 11.18점 올랐다. 과탐 2과목에서 사탐+과탐으로 바꾼 집단도 탐구 13.40점, 국수탐 평균 8.83점 상승했다. 사탐+과탐에서 사탐 2과목으로 전환한 집단 역시 탐구 16.26점, 국수탐 평균 10.92점 올랐다. 사탐 선택이 단순한 유행이 아니라 점수 안정성을 노린 전략적 선택으로 자리 잡고 있음을 보여주는 대목이다. 지난해 12월 13일 서울 성북구 고려대학교 인촌기념관에서 열린 2026 대입 정시모집 대비 진학지도 설명회에서 수험생과 학부모들이 강의를 듣고 있다. [사진=뉴스핌DB] 다만 대학별 반영 방식은 제각각이다. 상당수 대학이 자연계 지원자에게 미적분·기하나 과학탐구 응시 가산점을 주고 있어 지정 과목이 폐지됐다고 해서 유불리가 완전히 사라진 것은 아니다. 국민대·동국대·세종대는 자연계열 지원자가 수학 선택과목으로 미적분이나 기하를 택할 경우 3~5%의 가산점을 반영한다. 성균관대 역시 사회과학계열, 의상학과, 경영학과, 글로벌경영학과, 글로벌경제학과 지원자에게 미적분 선택 시 최대 3%의 가산점을 준다. 과탐 응시자에 대한 가산점도 적지 않다. 경희대·고려대·숙명여대 등은 자연계열 지원자가 과탐을 선택하면 가산점을 부여한다. 서울대의 경우 과탐Ⅱ를 1과목 응시하면 3점, 2과목 응시하면 5점을 추가 반영하며, 과탐Ⅰ만 선택했을 때는 가산점이 없다. 인문계열에서 사탐 선택자에게 가산점을 주는 대학도 있다. 서울시립대는 인문계열 지원자가 사탐 2과목을 응시하면 3%의 가산점을 부여하고, 중앙대는 인문대와 사범대 지원자의 사탐 응시에 5%를 더해 반영한다. 이에 따라 입시 전문가들은 사탐런이 대세처럼 보이더라도 무작정 따라가는 것은 위험하다고 지적한다. 김병진 이투스 교육연구소장은 "많은 학생이 사·과탐 선택에 따른 성적 변화에만 초점을 두지만 핵심은 선택으로 인해 생긴 시간적 여유나 심리적 안정감을 다른 영역 학습에 활용하는 데 있다"며 "사탐 선택으로 줄어든 학습 시간을 국어·수학·영어 등 다른 영역의 성적 향상으로 연결할 수 있는지까지 함께 따져봐야 한다"라고 말했다. 김 소장은 이어 "탐구 과목을 바꿨더라도 결국 같은 학습 시간을 들여야 한다면 입시 전체로 봤을 때 유리한 선택이라고 보기 어렵다"며 "단순히 유행을 좇기보다 자신의 학습 적합성과 대학별 반영 방식, 가산점 구조를 함께 고려해 전략적으로 판단해야 한다"라고 조언했다. 우연철 진학사 입시전략연구소장은 "사탐 응시자가 늘고 이들의 성적이 상승하면서 인문계열 모집단위의 경쟁이 치열해지고, 일부 응시자들은 자연계 모집단위로 눈을 돌릴 가능성이 있다"며 "올해 정시에서는 모집단위별 탐구 반영 방식과 지원 가능 집단의 변화를 함께 고려한 보다 정교한 합격선 예측이 필요하다"라고 강조했다. jane94@newspim.com 2026-03-07 06:00

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"유가 150달러까지 치솟을 것" 이 기사는 인공지능(AI) 번역을 통해 생성한 콘텐츠로 원문은 3월 6일자 파이낸셜타임스(FT) 기사입니다. [런던=뉴스핌] 장일현 특파원 = 사드 알카비 카타르 에너지장관은 6일(현지 시간) "전쟁이 중단되지 않으면 며칠 내에 걸프 지역 모든 산유국들이 불가항력을 선언할 것"이라고 말했다. 사드 알카비 카타르 에너지장관. [사진=로이터 뉴스핌] 그는 이날 영국 일간 파이낸셜타임스(FT)와 인터뷰에서 세계 최대 액화석유가스(LNG) 생산·수출 기지인 라스라판(Ras Laffan) 산업단지가 이란 공격으로 '불가항력'을 선언할 수밖에 없었다고 밝히면서 "아직 불가항력을 선언하지 않은 국가들도 며칠 내로 그렇게 할 것으로 예상한다"고 말했다. 알카비 장관은 카타르 국영기업인 카타르에너지의 최고경영자(CEO)를 겸직하고 있다. 불가항력은 지진 등 자연재해나 전쟁 등의 이유로 계약 이행이 불가능하다는 것을 선언하는 것이다. 책임이나 보상 등에서 면제받을 수 있다. 석유나 LNG 등의 계약에 필수적으로 포함되는 내용이다. 카타르는 미국, 호주 등과 함께 세계 3대 LNG 생산·수출국으로 꼽힌다. 현재 연 7700만톤 규모인 노스필드(North Field) 가스전의 생산능력을 오는 2027년까지 1억2600만톤으로 늘리는 프로젝트를 진행하고 있다. 이 프로젝트가 완성되면 LNG 생산과 수출이 세계 1위가 될 것이라는 평가를 받고 있다. 이 가스전의 첫 증산 물량은 올해 3분기에 시장에 나올 예정이었다. 알카비 장관은 "지금 벌어지고 있는 전쟁은 세계 경제를 무너뜨릴 수 있고, 며칠 내에 모든 걸프 지역 산유국들이 생산을 중단하게 되면 유가가 배럴 당 150달러까지 치솟을 수 있다"고 했다. 그는 현재 가동이 중단된 라스라판 LNG 시설에 대해 "지금 당장 전쟁이 끝난다해도 정상적인 사이클로 돌아가는 데 최소 몇 주에서 몇 달은 걸릴 것"이라고 했다. 유럽의 경우 카타르 수출에서 차지하는 비중은 크지 않지만 아시아 구매자들이 시장에서 더 높은 가격으로 가스를 사들이게 되면 덩달아 상당한 고통을 겪게 될 것이라고 전망했다. FT는 "알카비 장관과의 인터뷰 기사가 나간 뒤 브렌트유는 5.5% 올라 배럴당 90.13 달러를 기록했다"며 "이는 이란 전쟁이 터진 이후 최고 수준"이라고 했다. 알카비 장관은 "이번 전쟁이 몇 주만 더 지속된다면 전 세계 국내총생산(GDP)이 타격을 받을 것"이라고 했다. 모든 국가의 에너지 가격이 상승하고 일부 제품은 부족해질 것이며 원자재 공급이 끊기면서 공장들이 생산을 멈추는 악순환이 펼쳐질 것이라고 전망했다. 중동 지역 국가 중 최대 미군 공군기지가 들어서 있는 카타르는 이란과도 전통적으로 우호적인 관계를 유지해 왔지만, 이번 전쟁의 포화를 벗어나지는 못했다. 라스라판 단지는 지난 2일 이란의 공격 드론의 공격을 받았고, 카타르 정부는 즉각 LNG 생산을 전면 중단했다. 이 단지는 전 세계 LNG 공급의 20%를 담당하는 대규모 시설이다. 알카비 장관은 "군으로부터 해상 시설에 대한 즉각적인 공격 위협이 있다는 통보를 받았고, 즉각 가동을 중단하고 24시간 안에 9000여명의 인력을 철수시켰다"고 했다. 그러면서 "전쟁이 완전히 끝나기 전까지 카타르의 생산은 재개되지 않을 것"이라고 말했다. ihjang67@newspim.com 2026-03-07 00:20