안녕하세요. 시장의 흐름과 수급의 급소를 날카롭게 짚어드리는 365insight입니다.
중국 반도체가 미국의 강력한 제재 속에서도 DUV(심자외선) 노광장비를 국산화하고 있다는 뉴스가 연일 시장을 뜨겁게 달구고 있습니다.
화웨이, SMIC, SMEE, 그리고 최근 실체가 공개된 상하이 아이성나(Aishengna) 같은 국유기업 연합체가 뭉쳐 "70% 국산화를 달성했다"며 환호성을 지르는 상황입니다.
지난주 투자 모임에서도 "중국이 DUV를 직접 만들었으니 이제 ASML 주가는 끝난 것 아니냐"는 질문을 받았습니다.
결론부터 말하면 전혀 아닙니다.
기술의 흐름과 수급의 뼈대를 뜯어보면, 중국이 놀랍도록 따라온 영역과 절대로 넘어서지 못하는 거대한 벽이 너무나 명확하게 갈라집니다.
노광기 내부의 핵심 공정 부품을 차례대로 짚어보며, 중국 DUV 개발의 실체와 이들이 벼랑 끝에서 버티는 꼼수 전략을 하나씩 파헤쳐 보겠습니다.
1. 중국이 자체 제작한 DUV 광원(엑시머 레이저)의 한계는?
광원 기술의 자체 제작 형태는 완성했지만, 낮은 출력(Power)이 공장 생산성의 발목을 잡고 있습니다.
노광장비의 출발점은 강력하고 예리한 빛을 만들어내는 광원(Light Source) 장치입니다.
중국의 광원 국산화 축인 커이웅위안 등은 193nm 파장을 쏘아내는 6kHz-60W급 ArF 엑시머 레이저 자체 제작에 성공했습니다.
과거 기술 도입조차 불가능했던 광원 분야에서 독자 레이저를 완성해낸 것은 기술적으로 압도적인 추격이라 볼 수 있습니다.
하지만 진짜 몸통은 빛의 에너지 레벨인 '출력'에 있습니다.
ASML 장비에 들어가는 글로벌 광원 기업(Cymer, Gigaphoton)에 비해 빛의 출력이 현저히 떨어지는 상황입니다.
이건 게임에 비유하자면 사양 높은 신작 게임을 돌리는데 그래픽 카드의 주사율과 출력이 모자라 프레임이 계속 끊기는 것과 같습니다.
빛의 출력이 낮으면 감광액(PR)을 태워 회로를 새기는 데 훨씬 오랜 시간이 걸립니다.
결국 웨이퍼 처리 속도가 느려지고 공장 전체의 생산성(Throughput)이 박살 나는 결과로 이어지게 됩니다.
2. DUV 핵심 렌즈, 중국은 왜 독일 자이스(Zeiss)를 넘지 못할까?
광학계 렌즈 모듈은 중국이 독자 기술로 단 1%도 넘어서지 못한 거대한 벽입니다.
광원에서 뿜어져 나온 빛을 마스크에 투과시킨 뒤 축소해 모아주는 렌즈 모듈은 최고 난도의 정밀함이 요구되는 영역입니다.
중국 국내 광학 기업인 마오라이광학이 정밀도를 쥐어짜 만든 렌즈의 한계는 30nm 수준에 불과합니다.
결국 중국은 국산 렌즈를 포기하고, 비공식 암시장 밀수 루트나 제3국 페이퍼 컴퍼니를 통해 독일 자이스(Zeiss)의 정품 렌즈를 밀반입해 끼워 넣는 조립 방식을 택했습니다.
원자 단위의 미세 오차를 잡아내는 최고급 광학계 기술은 단순한 자본 투입이나 역설계로 따라잡을 수 없는 영역임을 스스로 증명한 셈입니다.
3. 상하이 아이성나의 액침(Immersion) DUV 국산화는 어디까지 왔을까?
형태는 흉내 내기 시작했지만, 핵심 부품의 해외 의존도와 수율 참사라는 한계는 명확합니다.
공기 중에서 빛을 쏘아 65나노~28나노 회로를 그리던 건식(Dry) ArF DUV 단계는 중국이 완성을 선언했습니다.
그리고 상하이 국유기업 상하이 아이성나를 필두로, 렌즈와 웨이퍼 사이에 물(초순수)을 채우는 액침 DUV 국산화에 사활을 걸고 있습니다.
액침 방식으로 넘어가야만 빛의 굴절률을 이용해 28나노 이하 선단 공정과 멀티 패터닝을 통한 7나노 영역 도전이 가능해지기 때문입니다.
| 구분 | 건식(Dry) DUV | 액침(Immersion) DUV (상하이 아이성나) | ASML 주력 DUV (NXT:1980i) |
|---|---|---|---|
| 매질 | 공기 | 초순수 (물) | 초순수 (물) |
| 가능 공정 | 65나노 ~ 28나노 | 28나노 ~ 7나노 (멀티 패터닝) | 28나노 ~ 7나노 / 5나노 |
| 기술 수준 | 개발 완료 선언 | 초기 조립 및 테스트 단계 | 글로벌 상용화 완숙 단계 |
| 약점 | 미세 회로 한계 | 핵심 부품 30% 해외 밀수 의존 | 미국의 수출 및 AS 제재 |
형태적으로는 2008년 ASML이 출시했던 'TWINSCAN NXT:1950i' 정도의 초기 액침 모델 수준을 흉내 내는 데 성공한 것으로 파악됩니다.
하지만 '70% 국산화'라는 화려한 숫자 뒤에는 정밀 광학계와 레이저 제어 부품 등 가장 핵심적인 30%를 일본 및 글로벌 공급망 밀수에 의존해야 하는 치명적인 약점이 숨어 있습니다.
4. ASML 1980i 오버레이 2.5nm의 벽, 중국은 어떻게 꼼수로 버틸까?
자체 튜닝 SW 덮어씌우기와 국가 보조금 무제한 투입이라는 기형적인 구조로 버티고 있습니다.
그렇다면 중국의 메모리 공룡 창신메모리(CXMT)와 양쯔메모리(YMTC)는 어떻게 라인을 돌리고 있을까요?
제재 전 대량으로 사들인 ASML의 메인 워크홀스 장비 'NXT:1980i' 약 90대가 그들의 진짜 줄기세포입니다.
1980i는 기계적 정밀도(오버레이)가 2.5nm에 달하는 독보적인 성능의 장비이지만, 이를 유지하려면 ASML의 정품 제어 프로그램과 실시간 정밀 튜닝 서비스가 필수적입니다.
ASML이 AS와 부품 공급을 완전히 끊어버리자, 화웨이와 위량성 연합체는 아래의 꼼수 전략을 가동하고 있습니다.
- 암시장 밀수 및 부품 돌려막기: 제3국 페이퍼 컴퍼니로 정품 예비 부품을 몰래 조달하거나, 구형 라인의 ASML 장비를 뜯어 교체용으로 씁니다.
- 자체 튜닝 SW 덮어씌우기: ASML 정품 프로그램을 역설계하여 오차를 강제로 보정하는 자체 소프트웨어를 씌우고, 스카우트한 ASML 전직 엔지니어가 사제 정비를 진행합니다.
하지만 아무리 소프트웨어를 덮어씌워도 정밀도 균열로 인한 '수율 참사'는 막을 수 없습니다.
일반적인 반도체 기업이라면 수율이 30% 밑으로 떨어지면 손실을 감당하지 못해 파산해야 마땅합니다.
그러나 중국 정부는 "수율이 30%가 안 나와 적자가 나더라도, 만들어진 칩은 국가 보조금으로 전부 사주겠다"는 무제한 자금 투입으로 라인을 연명시키고 있습니다.
자체 DUV를 완성하지 못하면 반도체 생태계 전체가 셧다운되기 때문에 벌어지는 절박한 돈 들이붓기인 셈입니다.
5. 365insight의 통찰: 기술적 수율 참사와 보조금이 만들어낸 시한폭탄
중국의 DUV 기술 추적은 결코 만만히 볼 수준은 아닙니다.
레이저 광원을 직접 만들고(커이웅위안), 국유기업 연합체(아이성나, 위량성)를 결성해 액침 DUV 시제품을 조립해낸 추진력은 확실히 위협적입니다.
하지만 노광 공정의 핵심인 독일 자이스 렌즈의 부재, 30%의 해외 부품 의존도, 그리고 2.5nm 오버레이 정밀도를 제어하지 못해 생기는 수율 저하는 자본만으로 극복하기 어려운 기술의 벽입니다.
중국 반도체 산업은 지금 최고급 레이싱카(ASML 1980i)를 사제 소프트웨어와 짝퉁 부품으로 고쳐가며, 터무니없는 수율 손실은 정부 통장으로 메꾸며 달리는 기형적인 구조에 놓여 있습니다.
이것이 바로 중국의 DUV 국산화 뉴스를 접할 때, 투자자가 겉포장의 화려함 대신 차갑게 직시해야 할 진짜 수급과 기술의 실체입니다.
👉 [이전 글 읽기: ASML 노광장비 차이점 완벽 정리 - DUV부터 EUV, High-NA까지 한눈에 비교]https://365insight-news.tistory.com/36
📌 참고 문헌 및 기술 자료
- Reuters & Wccftech: Shanghai Aishengna DUV Lithography Production Reporthttps://www.reuters.com/world/china/china-starts-production-home-grown-immersion-duv-chipmaking-tools-source-2026-07-28/
- ASML Official Product Specifications (TWINSCAN NXT: 1950i & 1980i Series)https://www.asml.com/en/products/duv-lithography-systems/twinscan-nxt1980di
- IEEE Spectrum & TechInsights: China Semiconductor Lithography Progress Reporthttps://www.techinsights.com/blog/chinas-semiconductor-production-capacity-grow-40-five-years
- CAS (Chinese Academy of Sciences) ArF Laser Research Papershttps://www.engineering.org.cn/sscae/EN/10.15302/J-SSCAE-2020.03.005