중국 반도체 산업의 주요 문제점은 EDA 도구 및 IP, 반도체 장비 및 소재에 대한 의존도, 심각한 기술 격차, 그리고 선도적인 인재 부족에 있습니다. 따라서 우리는 경각심을 가져야 합니다. 이러한 문제점들이 해결되지 않는 한, 산업 발전의 '생명줄'은 타인의 손에 넘어갈 것이며, 필연적으로 다양한 억압을 받게 될 것입니다.

중국 반도체 산업 발전에 있어 장비 수입에 대한 과도한 의존은 우려의 대상이 되어 왔습니다. 미국은 이를 종종 중국을 압박하는 수단으로 이용하기도 합니다. 그러나 반도체 장비 및 소재 산업의 혁신은 매우 어렵지만, 더 이상 미룰 수 없습니다. 이러한 "고충"들을 해결하는 것은 결코 단기간에 이루어질 수 있는 일이 아니며, 서방이 지난 100년간 축적해 온 산업 기반을 단기간 내에 무너뜨리는 것과 마찬가지이므로 매우 어려운 과제입니다.

첫 인상

반도체 제조 산업의 관점에서 볼 때, '첫인상' 문제가 존재합니다. 우리 모두 알다시피, '생성 장치, 생성 공정, 그리고 생성 장치'는 장비, 공정, 장비 간의 상호 의존성을 의미합니다. 첨단 반도체 제조 장비만 있다면 장치의 대량 생산이 가능합니다. 이러한 대량 생산 장비는 '돈 찍어내는 기계'와 같습니다. 주조 실리콘 칩 하나(길이 8인치 기준)는 1,000~2,000달러 이상에 판매됩니다. 생산 라인의 월 생산 능력은 20,000만 개에서 100,000만 개에 달할 수 있습니다. 따라서 품질 좋은 칩의 생산 가치는 매우 높습니다. 이러한 높은 생산 가치를 보장하는 데 있어 반도체 장비의 안정적인 운영은 매우 중요한 역할을 합니다. 업계에서는 한때 돈만 있으면 반도체 장비를 살 수 있고, 장비를 생산할 수 있다고 비유하기도 했습니다. 이는 반도체 장비가 너무나 강력해서 장비와 분리될 수 없다는 것을 보여줍니다.


기술적인 관점에서 볼 때, 일단 소자의 제조 공정이 결정되면 그에 맞는 반도체 장비도 고정됩니다. PVD 장비라 하더라도 서로 교체할 수 없는데, 교체할 경우 공정을 재조정해야 하고 장비의 신뢰성에 문제가 생기기 때문입니다. 따라서 반도체 제조업체의 공정 장비 선택은 해당 업체가 보유한 공정 기술의 출처와 일관성을 유지해야 합니다. 예를 들어, UMC가 IBM으로부터 구리 인터커넥트 기술을 구매했다면, UMC가 구매하는 장비 또한 IBM과 동일한 제조사와 모델을 사용해야 하며, 장비의 세부 사양까지 일치해야 합니다. 그러나 중국의 반도체 제조 산업은 상대적으로 늦게 시작되었습니다. 예를 들어, SMIC가 공정 기술 개발을 시작했을 당시에는 일본에서 일부 기술을 수입했습니다. 이후 SMIC가 자체 공정 기술을 개발할 때에도 거의 모든 장비에 미국과 일본산 장비를 사용했는데, 이는 중국에서도 마찬가지로 수입 장비의 사용을 촉진하는 결과를 낳았습니다. 생산 라인에 사용된 수입 장비는 "최초 도입" 제품이었기 때문에 국내 장비로는 시행착오를 겪을 여지가 거의 없었습니다.


중국 반도체 제조업체들이 기기 공정 개발 단계부터 가정용 기기를 직접 사용하지 않는 한, 이러한 기기들은 대량으로 가정용 기기를 사용하게 될 것입니다. 하지만 여기서 또 다른 문제가 발생합니다. 이 단계에서는 국산 기기의 성능이 기본적인 요구 사항을 충족해야 하고, 국내 반도체 제조업체들 사이에서 충분한 신뢰가 구축되어야 합니다. 현실적으로 가정용 기기에 대한 연구 개발 투자가 부족하고 시행착오를 겪을 기회가 적은 상황에서, 반도체 제조업체들이 명백하거나 실질적인 문제가 존재한다면 이미 대량 생산이 완료된 생산 라인에서 가정용 기기가 시간과 비용이 많이 드는 시행착오 과정을 거치도록 도울 가능성은 낮습니다. 이러한 점에서 이는 비과학적입니다. 따라서 시간이 흐를수록 이러한 복잡한 문제는 계속될 것입니다. 기기를 수입할 수 있는 한, 가정용 반도체 기기의 성장 기회는 많지 않을 것입니다. 이것이 현재 가정용 기기가 직면한 상황입니다.

반도체 장비 및 공정 통합

1980년대에는 구매한 반도체 장비(예: 에칭 장비)는 에칭 속도 및 에칭 균일도와 같은 장비의 하드웨어 기능만 담당했습니다. 장비를 구매한 후 고객은 대량 생산 장비의 요구 사항을 충족하기 위해 자체적으로 공정 기술을 개발해야 했습니다. 그러나 장비 제조업체의 협력 없이는 고객이 단독으로 공정 기술을 개발하는 것이 거의 불가능했기 때문에 심각한 문제가 발생했고, 이는 장비의 대량 생산을 지연시키는 주요 원인이었습니다.


반도체 산업 발전을 촉진하기 위해 장비와 기술 통합에 대한 수요가 지속적으로 증가함에 따라, 장비 업계는 매우 어려운 첫걸음을 내디뎠습니다. 바로 이 공정을 기기에 구현하는 방법을 연구 개발하기 시작한 것입니다. 이 두 분야는 서로 다른 전문성을 요구하는 것으로 알려져 있습니다. 동시에 공정 테스트 라인을 구축해야 했습니다. 하지만 공정 테스트 라인은 장비 구매 시점부터 운영 및 유지 보수에 이르기까지 지속적인 관리가 필요합니다. 이러한 부분에 드는 비용은 상당하지만, 장비 제조업체들이 마침내 극복해낸 어려운 과정입니다. 오늘날 판매되는 장비는 특정 공정을 구현한 것으로, 고객의 생산 라인에 즉시 투입하여 사용할 수 있도록 준비되어 있습니다. 칩 생산 라인 전반에 걸쳐 적용 가능합니다. 박막 기술의 성공은 반도체 장비의 가격을 수십만 달러에서 수백만 달러 이상으로 끌어올렸으며, 이는 반도체 장비 산업의 국경을 초월한 성공을 보여주는 사례이기도 합니다.

시행착오를 겪을 기회

반도체 장비의 연구 개발 과정은 시제품 제작에서 시작하여, 수많은 수정을 거쳐 최종적으로 시판 제품으로 완성됩니다. 모든 신제품이 그렇듯, 초기 시제품에는 당연히 많은 결함이 존재하기 때문에 시행착오 과정이 필수적입니다. 일반적인 장비의 최소 요구 사항을 제외하더라도, 평균 고장 간격(MTBF)은 200회 이상이며, 이러한 시행착오를 통해 문제점을 발견하고 공장 요구 사항을 충족하기 위해 여러 차례 수정 작업을 거쳐야 합니다.


하지만 시행착오를 겪을 기회를 제공하는 문제는 기기 제조업체와 칩 제조업체의 각기 다른 이해관계가 얽혀 있어 더욱 복잡합니다.


국내 장비 제조업체 입장에서는 두 가지 요구 사항이 있습니다. 첫째, 업계의 현재 상황을 고려해야 합니다. 장비 제조업체들은 아직 자체 공정 테스트 라인을 구축하지 못했고, 반도체 공정 역량과 인재가 부족합니다. 둘째, 장비의 국산화를 적극적으로 지원하고 신뢰하며 충분한 기회를 제공해야 합니다.

하지만 칩 제조업체 입장에서 보면, 우선 제공되는 시제품 장비는 거의 사용 가능한 상태에 도달해야 하고, 또 다른 한편으로는 장비 디버깅에 많은 인력, 재정, 물적 자원이 소요됩니다. 이러한 비용은 매우 높습니다. 칩 제조업체는 이러한 방식을 고집해서는 안 됩니다.

이러한 모순은 해외에서 해결될 수 있습니다. 일반적으로 대형 장비 제조업체들은 자체적으로 공정 테스트 라인의 일부를 구축합니다. 이는 두 가지 기능을 수행합니다. 첫째, 고객은 중간 공정용 실리콘 웨이퍼를 사용하여 다음 공정을 구현하고 디바이스를 검증할 수 있습니다. 둘째, 유전체 에칭을 위한 1:100의 종횡비 달성 요구 사항과 같은 실질적인 요구 사항을 충족하기 위해 자체 개발한 다른 디바이스를 사용하여 시행착오를 거치는 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 해외 고객의 장비 주문 과정은 특정 유형의 장비 공정 구현 여부에 따라 좌우되는 경우가 많습니다. 따라서 장비 제조업체는 자체적인 부분 공정 테스트 라인을 구축해야 합니다.


오늘날 가전제품은 여러 단계 발전했으며, 특히 태양광 및 LED 산업에서는 그 발전이 확실히 입증되었습니다. 그러나 집적회로 소자의 국산화는 여전히 미흡하지만, 품질은 크게 향상되었습니다.


따라서 시행착오를 통한 검증 기회를 제공하는 문제를 해결하기 위해서는 국가 재정 지원을 중심으로 하는 공정 시험 라인을 구축하여 국내 반도체 장비, 재료 등이 먼저 시험 생산 라인의 적격성 인증을 통과한 후, 검증된 칩 생산 라인에 투입될 수 있도록 하는 것이 필요할 수 있습니다. 이러한 방식으로만 대량 생산에 필요한 장비 구매 순서에 대한 평가가 반영될 수 있습니다.


분명히 이 공정 테스트 라인의 작동 방식, 즉 왜 그렇게 오랫동안 고장 없이 작동하는지 등을 규명해야 하지만, 지속적인 개선과 향상이 반드시 필요합니다.

현지화 속도 향상

현재 중국 반도체 산업은 주로 수입 장비와 원자재에 의존하고 있지만, 그 발전은 여전히 ​​바람직합니다. 그러나 미국은 '수출 제한 목록(Entity List)'과 '바세나르 조약(Wassenaar Treaty)'을 통해 수출을 통제하며 중국 반도체 산업 발전에 견제와 균형을 가하고 있습니다. 이는 '타국이 스스로를 통제할 수 없다'는 강력한 교훈을 보여줍니다.



중국 반도체 산업의 발전 양상을 보면, 수입 장비가 계속 발전할 수 있는 한, 업계는 현상 유지를 원할 가능성이 높습니다. 런정페이처럼 미래를 내다보고 위기감을 감지하는 사람은 극소수에 불과합니다. 배짱도 중요하지만, 실력이 더 중요하기 때문입니다. 게다가 중국산 집적회로 수입량이 매년 증가하고 있다는 사실은 중국이 세계화의 지원 없이는 성장할 수 없다는 것을 보여줍니다.

중국 반도체 제조업체들은 상대적으로 작동이 쉬운 수입 장비 모델에 익숙해져 있기 때문입니다. 일부 장비 제조업체들은 이러한 격차를 인지하고 있으며, 현상 유지가 더 오래 지속될 것이며 이를 통해 따라잡을 수 있을 것이라고 생각합니다. 그러나 국산화가 가까워질수록 장비 제조업체에 대한 압력은 더욱 커질 것입니다.


따라서 현상 유지를 고수하고 장비 국산화에 신중한 태도를 취하는 것이 현재로서는 주류적인 사고방식일 수 있습니다. 저는 미국의 수출 정책이 강화되고 국내 반도체 생산 라인이 압박을 받아 장비 국산화가 중요한 과제가 될 때 비로소 업계 전체가 긴박감을 느낄 것이라고 생각합니다. 이는 현상 유지에 안주하는 고착화된 사고방식일 수 있습니다. 그러므로 일생일대의 기회인 지금, 우리는 이 기회를 반드시 잡아야 합니다.


산업 발전 과정에서 마주하는 "고충"에는 움츠러들거나 우연이 아니라, 오직 용감하게 맞서는 것만이 있을 뿐입니다. 어려움은 크지만, 산업 기반과 같은 근본적인 문제들을 해결해야 합니다. 한 걸음부터 시작하여 계획적으로 국내 우수 인재를 영입함으로써 어려움을 극복해 나가야 합니다.


그러므로 무엇보다 먼저 우리는 믿음을 잃어서는 안 됩니다. 우리 자신의 능력에 대한 확고한 믿음을 가져야 합니다. 중국 반도체 산업은 특수한 환경에 놓여 있으며, 나름의 장단점을 가지고 있습니다. 장점은 국가 재정 지원과 거대한 중국 시장입니다. 더욱이 위기 상황에서도 중국은 단결된 의지와 결속력을 보여줄 수 있습니다. 단점은 서방 국가들이 이를 제대로 이해하지 못하고 중국 반도체 산업의 강점이 자신들을 능가할 것을 매우 우려한다는 점입니다. 따라서 서방 국가들은 중국 반도체 산업의 발전을 억제하고 우리가 세계화에 참여하는 것을 막기 위해 온갖 노력을 기울이고 있습니다.


우리는 세계화와 현지화가 중국 반도체 산업 발전에 있어 매우 중요한 두 가지 서로 다른 길이라는 것을 믿어야 합니다. 우리의 정책은 현지화를 결코 포기하지 않으면서 세계화를 최대한 활용하는 것입니다. 현지화는 어렵고 비용이 많이 들지만, 경쟁력 향상을 위한 효과적인 수단 중 하나입니다. 우리는 당연히 자신감을 가져야 합니다. 저는 중국 반도체 산업이 부분적인 현지화 노력을 통해 다양한 어려움과 장애물을 극복하고 서방의 제재를 깨뜨릴 수 있을 것이라고 믿습니다. 중국 반도체 산업이 발전하는 데 있어 '운'의 틈이 중요하며, 우리는 이 틈을 적극적으로 활용해야 합니다.

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