[비즈니스포스트] 중국 정부가 인공지능(AI) 반도체 공급망에 완전한 자급체제 구축을 목표로 자국산 장비 비중을 50% 이상으로 높여야 한다는 가이드라인을 시행했다.

그러나 SMIC를 비롯한 중국 반도체 제조사가 극자외선(EUV)과 같은 노광 장비 조달에서 치명적 약점으로 안고 있어 이러한 정책의 효과는 크지 않다는 지적이 나온다.

22일 외신을 종합하면 중국에서 자체 개발해 상용화한 반도체 장비는 여전히 28나노 이하의 첨단 공정에 활용하기 어려운 수준으로 평가된다.

우수한 성능과 전력 효율을 필수로 하는 인공지능 반도체는 일반적으로 7나노 이하 미세공정을 활용한다. 현재는 SMIC가 중국에서 유일하게 생산 능력을 갖추고 있다.

SMIC는 화웨이를 비롯한 주요 고객사의 인공지능 반도체 생산 확대에 꾸준히 성과를 내며 중국 빅테크 기업들이 엔비디아 등 해외 기업에 의존을 낮추는 데 기여했다.

그러나 이는 점차 한계를 맞고 있다. SMIC가 해외에서 수입해 활용하고 있는 첨단 반도체 생산 장비의 유지보수 및 관리에 어려움을 겪기 때문이다.

반도체 전문지 EE타임스는 “미국 정부의 규제 강화로 SMIC는 장비 관리에 필요한 서비스를 받지 못하게 됐다”며 “이는 반도체 수율 저하 등 문제로 이어졌다”고 보도했다.

특히 네덜란드 ASML이 과거 중국에 수출했던 노광 장비의 노후화 및 관리 부실이 가장 큰 원인으로 지목됐다.

ASML은 미국 정부 규제로 중국에 7나노 이하 반도체 생산에 쓰이는 EUV 장비를 수출하지 못한다. 결국 SMIC는 비교적 낮은 사양의 장비로 7나노 반도체를 제조하는 방식을 자체적으로 개발해 상용화했다.

하지만 노광 장비를 이렇게 활용하는 일은 고장 확률을 높이고 장비 수명을 깎을 뿐 아니라 반도체 생산 수율도 저하되는 결과로 이어질 수밖에 없다.

더구나 네덜란드 정부가 미국의 압박으로 ASML이 중국에 판매한 반도체 장비 수리와 정비, 소프트웨어 업데이트 등을 금지한 2024년 말부터 이런 문제는 더 뚜렷해졌다.

시간이 지날수록 SMIC가 지금의 생산 체계를 유지하는 데 한계를 맞고 있는 셈이다.

중국 정부는 결국 지난해 말부터 현지 반도체 제조사들이 전체 장비 구매 금액의 50% 이상을 자국산 제품으로 사들이도록 하는 가이드라인을 시행했다.

반도체 기업들이 해외에서 수입하던 장비를 중국 제품으로 대체한다면 유지보수 및 관리 중단으로 발생하는 문제를 피할 수 있는 것이라는 판단이 반영됐다.
 
중국 반도체 장비 기업들은 이러한 정부 정책에 힘입어 분명한 성장 기회를 맞이했다. 자연히 현지 반도체 제조사들의 자국산 장비 활용 비중도 높아졌다.

그러나 반도체 제조에 핵심인 노광 장비는 여전히 극복하기 어려운 수준의 기술 장벽이 유지되고 있어 SMIC의 가장 큰 문제를 해결하는 데 거의 효과를 보지 못하고 있다는 지적이 나온다.

EE타임스는 “중국 노광장비 1위 기업인 SMEE의 최신 기술은 90나노 공정 반도체를 생산할 수 있는 수준에 그치고 있다”며 “28나노 기술 개발도 진행되었으나 대량 생산에는 적합하지 않다”고 지적했다.

결국 SMIC를 비롯한 기업이 중국 정부 정책에 따라 50% 이상을 자국산 반도체 장비로 들여놓더라도 노광장비와 같은 핵심 기술 자급체제 확보에는 성과를 내기 어렵다는 의미다.

증권사 UBS도 최근 보고서에서 “중국 반도체 기업들이 14나노 이하 반도체를 생산할 수 있는 장비를 자국 내에서 확보할 수 있는 방법은 분명하지 않다”고 바라봤다.

중국 정부의 반도체 공급망 자급체제 강화 전략이 분명한 한계에 부딪혀 실효성을 내기 쉽지 않다는 뜻이다.

EE타임스는 결국 SMIC가 지금의 7나노 반도체 생산 방식을 앞으로도 유지할 수 있게 될 가능성은 낮다고 바라봤다. 현재 사용중인 장비의 수명 한계 때문이다.

조사기관 테크인사이츠는 EE타임스에 “중국이 7나노 이하 반도체 제조에 필요한 EUV를 자체 개발해 상용화하려면 20~30년이 걸릴 수도 있다”며 “노광 장비는 중국 반도체 업계에 치명적 약점”이라고 지적했다.

SMIC가 더 이상 미세공정 기반의 인공지능 반도체를 생산할 수 없게 된다면 중국 빅테크 기업들이 엔비디아나 AMD 등 미국 기업의 제품을 향한 의존도를 높이는 일은 불가피하다.

미국에서 중국에 인공지능 반도체 수출을 다시 금지한다면 중국 내 인공지능 데이터센터 등 인프라 구축이 사실상 중단되는 상황에 놓일 수도 있는 셈이다.

테크인사이츠는 “중국 정부의 강력한 의지로 반도체 장비 자급체제 구축에 속도가 붙고 있다”며 “그러나 노광 장비 국산화는 여전히 미해결 과제로 남아 있다”고 덧붙였다. 김용원 기자