[고영화의 중국 반도체] <5> 中 노광기 국산화, 반도체 굴기 '사활'<下>

기사입력 : 2022년08월22일 10:55

최종수정 : 2022년08월22일 17:32

<中 편에서 이어짐>

궈왕광학(国望光学, 비상장)은 베이징이좡국제투자가 2018년 6월 베이징에 설립했다. 중국과학원장춘광학기계연구소는 궈커정밀광학(CNEPO)을 궈왕과학의 100% 자회사로 편입시키는 대가로 궈왕광학의 지분 14.7%를 받았다. 노광기 대물렌즈모듈 (110/90/28nm)을 개발한다.

치얼기전(启尔机电, CHEER, 비상장)은 저장대학 유체동력및기전시스템실험실 출신 창업팀이 2013년 5월 항저우에 설립했다. 유체정화, 유체검사, 유체제어 기술을 보유하고 있으며, 28nm 노광기의 액침(Immersion) 시스템 개발을 담당한다.

동팡징웬(东方晶源, DJEL, 비상장)은 중국과학원마이크로전자연구소가 2014년 2월 베이징에 설립했다. 전자빔결함검사(EBI), 외관사이즈측정 (CD-SEM) 등 측정장비와 광근접보정(OPC, Optical Proximity Correction) 소프트웨어 기술을 보유하고 있으며, 28nm 노광기의 노광최적화(Computational Lithography) 소프트웨어 개발을 담당한다.

당초 28nm ArFi 액침노광기는 2020말 까지를 개발완료 시점으로 정했으나, 프로젝트 종료가 1년 연기 되었는데, 2021년 말에도 일부 중국 매체에 "28nm 국산 노광기 개발 실패" 라는 보도가 나왔을 뿐, 정식으로 개발이 완료되었다는 소식은 현재까지 발표되지 않고 있다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = 2016년 4월, 칭화대 노광기 듀얼 마운트 개발현장. 뒤에 걸려있는 플랭카드의 "10년에 칼을 하나 갈고, 100일에 1 nm 줄이자(十年磨一剑，白天一纳米)"는 구호가 비장해 보인다 (출처: 팡정증권(方正证券), 2020.6). 2022.08.22 chk@newspim.com

◆ SMIC, 14nm DUV 노광기로 7nm 반도체 제조 성공?

지난 7월말, 여러 외신들이 세계 5대 파운드리 중국 SMIC(중신국제, 688981.SH)가 7nm 공정의 시스템온칩(SoC)을 중국 비트코인 채굴장비업체 마이너바 반도체에 공급했다고 보도했다. 그동안 SMIC는 중국 내 유일하게 14nm급 공장(상하이 8,9 공장)을 보유했고, 2018년 초부터 EUV 노광기(7nm 급)를 도입하려 했으나, 미국의 제재로 제약을 받고 있는 것으로 알려졌다.

중국은 EUV 노광기가 없기 때문에 DUV로 할 수 있는 모든 것을 시도해야 할 것이다. 현재 DUV 노광기의 광원은 193nm 에 불과하고, 이론적으로 20nm 이하 반도체를 만들 수 없다. 하지만 반도체 회로 패턴을 여러 면에 나눠 만드는 '멀티패터닝'(Multi-Patterning) 기술이 등장하면서 한계를 극복할 수 있게 되었다.

노광(Litho)과 식각(Etch)을 두번 거치면 앞 글자를 따서 'LELE'라고 부르고, 세번이면 'LELELE'로 부른다. 또한 자기정렬 4중 패터닝(SAQP, Self-Aligned Quadruple Patterning) 방법도 사용된다. 하지만 멀티 패터닝은 해상력을 극적으로 높일 수 있는 반면, 동시에 공정 수가 늘어나면서 그만큼 시간과 비용이 더 들어가는 단점도 가지고 있고, 공정의 복잡도가 높아져서 수율 또한 떨어지게 된다.

ASML에 따르면, ArFi 노광기로 싱글 패터닝을 했을 때의 비용(투자비, 운영비, 노광 및 소재 비용)을 100%로 가정하면, LELELE는 450% 이상, SAQP는 800%에 가까운 비용이 소요된다고 한다. EUV 장비를 활용하면 초기 투자비와 운영비가 ArFi 보다 많이 높지만, 패터닝 작업을 한 번만 하면 되기 때문에 원가는 ArFi 비용 대비 300% 이하로 내려간다는 분석이다.

정리하면, 14nm DUV 장비로 7nm 반도체를 제조할 수는 있다. 하지만 원가는 1.5~2.7배 소요되며 소요시간이 길어지고 생산수율이 크게 떨어질 것으로 예상된다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = ArFi 멀티패터닝과 EUV 싱글패터닝의 비용 비교 (출처: ASML, 2015). 2022.08.22 chk@newspim.com

◆ '반도체 굴기' 중국은 희망이 있는가

노광기가 없으면 반도체를 제조할 수 없다. 7nm 이하 최첨단 반도체 제품을 만들려면 EUV 노광기가 필수적이다. 경과 과정으로 먼저 ArFi DUV 액침노광기 개발도 필요하다.

이런 상황에서 중국은 반도체 굴기를 완성하기 위해서는 노광기 국산화가 선택 사항이 아닌 필수사항이다. 특히 중국은 반도체 기술 도움을 받을 동맹이 하나도 없는 상황에서 모든 문제를 혼자 해결해야 하는 외로운 상황에 놓여있다.

중국 반도체 자립 가능성을 세계 최첨단 기술의 총아인 우주탐사 기술을 예로 들어 설명해보자. 미국은 2012년 8월 화성에 탐사선을 착륙시켰고, 로버가 화성표면을 여기저기 탐사하면서 토양샘플을 채취하고 있다. 최근 미국항공우주국(NASA)은 채취된 토양샘플을 2033년 지구로 가져올 계획이라고 발표했다.

한편 중국은 미국보다 9년 늦은 2021년 5월 탐사선을 화성에 착륙시켰고 탐사로버 '주룽'(祝融, Zhurong)호가 화성 토양샘플을 채취중인 것으로 알려졌다. 하지만 중국국가항천국(CNSA)은 최근 '주룽'이 채취한 토양 샘플을 미국보다 한 발 앞선 2031년 지구로 회수할 계획이라고 밝혀 세계의 주목을 끌었다.

실제 이런 상황이 현실화한다면, 미국 보다 근 10년이나 늦게 화성에 탐사선을 보낸 중국이 먼저 화성 토양 샘플을 분석하고, 화성 생명 존재의 비밀을 밝혀낼 수도 있다. 중국은 지금 반도체 기술 분야에서도 이런 반전과 추월을 기대하고 있을지 모른다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = 중국 화성 탐사로버 주룽(祝融)호와 착륙선 셀카 (츨처: 바이두, 2022.8). 2022.08.22 chk@newspim.com

<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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"'각설이 타령'은 광복군의 희로애락" [서울=뉴스핌] 이지은 기자 = 신개념 국악 방송 '최한이·변상문의 작금작금' 제4편이 26일 종합뉴스통신사 뉴스핌 유튜브 채널 '뉴스핌TV'와 'K스팟(K·SPOT)'을 통해 공개됐다. '최한이·변상문의 작금작금'은 국악이라는 전통 예술 분야에 새로운 활력을 불어넣고, 대중에게 더욱 가깝게 다가가려는 시도이다. 젊은 국악인들의 시선으로 전통음악을 재해석하고 현대사회 속 국악의 의미를 재조명하며, 소리꾼 최한이와 변상문 국방국악문화진흥회 이사장, 팝페라 가수 오윤석과 소리꾼 박나현, 김보성, 가야금 병창 박혜정 등이 출연한다. '최한이·변상문의 작금작금'의 제목 속 '작금(昨今)'은 역사적 사건과 역사적 인물 이야기를 국악으로 풀어 간다는 의미를 담고 있다. 또한 '작금(作金)'은 '금을 캐 부자가 된다'는 뜻도 포함돼 있다. [서울=뉴스핌] 이지은 기자 = '최한이·변상문의 작금작금' 제4편 '광복군'이 공개됐다. 본편은 종합뉴스통신사 뉴스핌TV의 유튜브 채널 '뉴스핌TV'와 'K·SPOT'에서 확인할 수 있다. 맨 왼쪽부터 최한이, 김보성, 변상문. 2025.09.25 alice09@newspim.com 이날 제4편 '광복군'에서는 가야금 병창 박나현과 경기소리꾼 김보성이 함께했다. 4편 '광복군'에서는 의병들에 대한 이야기로 시작했다. 변 이사장은 "의병은 1907년 8월 대한제국 군대가 해산된 후, 1919년 9월 상해 임시정부가 세워질 때까지 개인 신분으로 일제와 싸운 분들"이라고 설명했다. 이어 "이 광복군은 1948년 8월 15일 대한민국 정부수립과 함꼐 국군이 됐다"고 부연했다. 당시 독립군이자 광복군 출신으로 초대 국방부 장관을 맡은 사람은 이범석이며, 초대 국방부 차관은 최용덕이 맡았다. 제4편 '광복군'의 시대적 배경은 1944년 겨울이다. 변 이사장은 "평안도 출신 김준엽을 비롯한 1500여 명의 청춘은 평양에 주둔하고 있던 일본군 제20사단에서 4주간 훈련을 받고, 당시 중국군과 전쟁 중인 일본군에 배치됐다. 그런데 이들 중 40여 명이 일본군영을 탈영하게 된다. 대표적 인물이 전 고려대 총장 김준엽, 창작과 비평 출판사를 운영했던 장준하, 임시정부 초대 군무총장 노백린 장군의 아들 노능서"라고 말했다. 최한이 소리꾼은 장준하의 '돌베개' 책 부분을 읽으며 "흥이 오르자 안익태 씨가 작곡한 애국가를 불랐다. 회식을 주관한 김주임은 사발가를 불렀다"고 말했다. 이어 "여기서 나오는 '사발가'는 1900년대 초부터 1910년 한일병탄 무렵까지 우리 민족의 울분을 노래한 곡"이라고 소개했고, 김보성 소리꾼은 가창을 시작했다. [서울=뉴스핌] 이지은 기자 = '최한이·변상문의 작금작금' 제4편 '광복군'이 공개됐다. 본편은 종합뉴스통신사 뉴스핌TV의 유튜브 채널 '뉴스핌TV'와 'K·SPOT'에서 확인할 수 있다. 사진은 김보성 소리꾼. 2025.09.25 alice09@newspim.com [서울=뉴스핌] 이지은 기자 = '최한이·변상문의 작금작금' 제4편 '광복군'이 공개됐다. 본편은 종합뉴스통신사 뉴스핌TV의 유튜브 채널 '뉴스핌TV'와 'K·SPOT'에서 확인할 수 있다. 사진은 박나현 가야금 병창. 2025.09.25 alice09@newspim.com 탈영한 이들은 중국 국민당 정부 중앙육군군관학교를 마치고 중경에 있는 임시정부를 찾아갔다. 그리고 그곳에서 김구 선생을 만나게 된다. 해당 자리에서 김성근이라는 청년은 '각설이 타령'을 부르게 된다. 박나현 소리꾼은 '품바'라는 가사가 들어간 '광복군 환영가'를 가창했다. 최한이 소리꾼은 이를 들은 후 "지금으로 말하면 타령은 강한 수능금지송이 됐을 것 같다"고 말했다. 이후 변상문 이사장과 최한이는 오늘의 '금맥'으로 "각설이 타령은 광복군의 희로애락 그 자체였고, 국악은 곧 군악이었다"고 정의를 내렸다. 올해 8월 15일 광복 80주년을 맞아 선보이는 특집 프로그램인 '최한이·변상문의 작금작금' 제1화 '광복'은 총 4개로 나뉘어 방송됐다. 제1편은 '작금', 2편 '김구, 판소리 배우다', 3편 '이승만과 아리랑', 4편 '광복군'이다. [서울=뉴스핌] 이지은 기자 = '최한이·변상문의 작금작금' 제4편 '광복군'이 공개됐다. 본편은 종합뉴스통신사 뉴스핌TV의 유튜브 채널 '뉴스핌TV'와 'K·SPOT'에서 확인할 수 있다. 맨 왼쪽부터 최한이, 김보성, 변상문. 2025.09.25 alice09@newspim.com 앞서 제1편 '작금'에서는 성악가 오윤석이 참석해 한국 가곡 '선구자'를 가창했다. 변사로 나선 변상문 이사장은 '가곡'에 대해 "표준국어대사전에서 '가곡'을 우리나라 전통 성악곡의 하나로, 피리나 거문고, 해금 따위의 관현악 반주에 맞춰 부르는 노래라고 정의하고 있다"고 설명하면서 "광복 80주년을 맞이해 뒤죽박죽 돼 있고 뒤섞인 개념을 정리해보고자 한다"고 밝혔다. 그러면서 "가곡은 국악"이라는 답을 힘주어 말했다. 이어 제2편 '김구, 판소리 배우다'에서는 김구 선생이 왜인을 살해한 후 옥중 생활을 하며 만난 조덕근으로부터 시조와 여창 가곡, 남창 가곡, '경기 12잡가', '선유가', 판소리 '적벽가'와 '춘향가'를 배운 내용이 담겼다. 변상문 이사장은 "백범 김구는 판소리 '춘향가'를 배웠고, 판소리 '농부가'와 '갈까부다'를 즐겨 불렀다"고 말했다. 이에 최한이 소리꾼은 "판소리는 원조 K팝"이라고 정의했다. '이승만과 아리랑'이라는 제목의 제3편에서는 이승만 전 대통령이 1993년 2월 24일 스위스 제네바에서 국제연맹 본회의에 참석한 후 식사 자리에서 초대 대통령의 영부인인 프란체스카 여사를 만난 내용이 담겼다. 이 전 대통령은 프란체스카 여사에게 힘들고 외로울 때마다 '아리랑'을 불러줬다. 이에 최한이 소리꾼은 "아리랑은 2012년 유네스코 세계유산에 등재된 우리의 소리이다. '아리랑'은 한민족 DNA이다. 슬플 때는 발라드로, 기쁠 때는 찬가로, 힘들 때는 떼창으로, 인생사 희로애락의 뮤지컬로 시류를 편승하는 살아있는 맥"이라고 강조했다. alice09@newspim.com 2025-09-26 16:05