칩4 . 반도체 EUV 공정이란?

▲ 中, 美 제재로 반도체 기술 수십 년 뒤처질 것“ ▲

미국의 견제로 중국의 반도체 기술 수준이 수십 년 뒤처질 수 있다는 분석이 나왔다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 신문은 2월 5일(현지시간) 중국이 최신 반도체 칩 제조 기술을 손에 넣지 못하도록 미국이 밀어붙인다며 중국의 반도체 산업 경쟁력을 우려했다.

홍콩 SCMP는 ”지난주 네덜란드·일본이 미국과 함께 중국의 특정 첨단 반도체 제조 장비에 대한 접근을 제한하기로 합의하면서 중국의 희망을 없애버렸다 “며 ”외국 기술이 없으면 중국이 잃어버린 반도체 기반을 되찾는 데 최소 20년이 걸릴 수 있다 “고 전했다.

칩4를 중심으로 ‘반도체 블록 경제’를 선언한 미국 행정부는 지난해 10월 중국이 첨단 반도체를 군사적으로 이용하는 것을 막겠다며 ▲18nm(나노미터) 이하 D램 ▲128단 이상 낸드플래시 ▲14nm 이하 로직 칩을 생산하는 중국 기업에 반도체 장비를 수출하는 것을 통제했다.

그러면서 최근 세계 5대 반도체 장비 업체가 있는 일본과 네덜란드에 동참을 요구한 것이다. 네덜란드 반도체 장비 회사 ASML의 최첨단 극자외선(EUV) 노광 장비 수출을 이미 금지한 데 이어 일부 심자외선(DUV) 노광 장비도 제한할 것으로 보인다.

지난 2020년 미국이 본격적으로 중국 반도체 산업 규제에 나선 이후로 중국은 이른바 비(非) 미국산 반도체 공급자들에게 눈을 돌렸다. 대표적인 곳이 네덜란드와 일본이었다. 하지만 미국이 압력을 넣으며 중국은 네덜란드와 일본 무역까지 막혀 첨단 반도체를 구하거나 자체 생산 능력을 확보하기 매우 어려워졌다. 중국은 미국에 맞서 공급망을 보호하고 무역을 개방할 것을 일본과 네덜란드에 촉구했다.

■ 칩4(Chip4)
칩4란 미국 주도 한국, 대반, 일본 4개국이 반도체 공급망의 주도권을 잡기 위해 추진 중인 동맹이다. 미국식으로 ‘팹4(Fab4)’라고도 한다. 미국은 인텔, 퀄컴, 엔비디아 등 팹리스, 대반과 한국은 각각 TSMC, 삼성전자가 파운드리 분야에서 시장을 주도하고 있으며 일본은 반도체 소재 분야에서 큰 비중을 차지하고 있다. 중국을 견제하고 동맹국들과 함께 안정적인 반도체 공급망을 형성하는 것이 목적이다. 미국으로선 칩4 동맹이 결성돼 잘 유지된다면 중국의 반도체 산업을 견제할 수 있을 것으로 기대한다.

■ 반도체 EUV 공정이란?
반도체 산업에서 EUV 공정이란 반도체를 만드는 데 있어 중요한 과정인 포토공정에서 극자외선 파장의 광원을 사용하는 라소그래피(extreme ultraviolet lithography) 기술 또는 이를 활용한 제조공정을 말한다.

반도체 칩을 생산할 때 웨이퍼(wafer)라는 실리콘 기반의 원판, 즉 둥근 디스크는 감광물질로 코팅이 되고, 스캐너라고 하는 포토공정 설비로 들어가게 된다. 이 설비 안에서 회로 패턴을 새겨 넣기 위해 레이저 광원을 웨이퍼에 투사하는 노광(photolithography) 작업을 진행한다. EUV 공정은 이러한 노광 단계를 극자외선 파장을 가진 광원을 활용해 진행하는 것을 말한다. 반도체 칩 제조 분야에선 웨이퍼 위에 극도로 미세한 회로를 새려 넣는 것이 필수다. 그래야만 트랜지스터와 콘덴서 등 소자들을 지름 300mm의 제한된 웨이퍼 공간에 더 많이 집적하고, 성능과 전력효율을 또한 높일 수 있기 때문이다. 그뿐만 아니라 기존엔 미세회로를 만들기 위해 수차례 노광 공정을 반복해야 했지만, EUV 장비는 공정 단계를 줄일 수 있어 생산성도 획기적으로 높일 수 있게 될 전망이다.

-애드윌 시사상식 2023.03-