글쓴이 : 강남토박이

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사람들이 최근에 엔비디아와 인텔의 대중국 AI 반도체 판매 중단에만 집중하는데,  미국의 이번 대중국 반도체 수출 통제 개정안에서는 AI 반도체 뿐만 아니라 반도체 제조 장비에 대한 통제 수위 역시 엄청나게 강해졌음. 이번 개정안을 보고 든 생각이 바로 "미국은 중국 반도체를 더 조지면 조졌지 풀어줄 생각이 1도 없다."는 것임. 이번 수출 통제 개정안에서 장비 관련 내용을 자세히 살펴 보면 중요한 점이 크게 세 가지가 있음.


1. DUV 장비 수출 통제가 강화됨: 현재 SMIC가 양산중인 7나노 파운드리 공정은 현재 기보유한 15대 가량의 ASML NXT1980Di 장비를 활용한 것으로 알려져 있음. 그래서 이번에 개정안에서 NXT2000 모델 시리즈뿐만 아니라 1980 모델마저도 수출 통제 목록에 추가함. SMIC의 추가적인 선단공정 개발과 CAPA 확대를 아예 막지는 못 하더라도 엄청나게 어렵게 만들겠다는 뜻임.


2. 식각 장비의 통제 수위를 크게 올림: 로직, 메모리(디램, 낸드 다) 통틀어서 앞으로 가장 중요해질 게 바로 식각 공정이라고 생각함. 우선 3D 낸드는 당연하게도 단수가 높아질수록 고성능 고종횡비 HARC(High Aspect Ratio Coupling) 식각 장비가 더더욱 중요해질 뿐더러, ONO층의 반복 형성을 위한 고선택비 식각 장비 역시 중요해짐. 로직도 GAA, CFET 등 아주 복잡하고 고도화된 트랜지스터 구조를 만들기 위해서는 원자 단위 레벨로 식각하는 ALE(Atomic Layer Etching) 장비 등이 필수적이며, 디램도 장기적으로 3D 구조로 가면 EUV 장비는 거의 필요 없어지는 대신 고성능의 식각 장비가 가장 핵심이 됨. 그래서 앞으로는 중국의 반도체 선단공정 기술 개발을 틀어막으려면 EUV 같은 노광장비 뿐만 아니라 고성능 식각장비 역시 틀어막아야만 하고, 그 방향으로 가서 아주 다행이라고 생각함. 미국은 어떻게 해야만 중국의 반도체 굴기를 효과적으로 조질 수 있는지 아주 정확히 이해하고 있음.


3. EUV 장비 통제를 더욱 강화함: EUV 스캐너 메인 장비뿐만 아니라 부속품인 마스크, 펠리클, 트랙 장비마저도 중국 수출을 금지시킴. EUV는 미중 반도체 전쟁의 승패를 결정할, 핵무기보다 더 중요한 핵심 전략물자로서 중국이 자체 개발할 일말의 여지조차 절대 허용하지 않겠다는 뜻임. 이런 상황에서 저쪽 정당의 모 국회의원은 중국 FAB에 EUV를 반입할 수 있도록 미국에 따져야 한다고 주장하는데, 나라 말아먹고 싶어서 환장한 새.끼지 진짜 ㅉㅉ


그리고 이렇게 되면 당연히 중국이 반도체 제조 장비를 더더욱 자체 개발하게 될 수밖에 없는데,  (압도적인 기술력을 가진) 미국, 네덜란드, 일본산 장비들을 중국이 절대 대체할 수는 없을 것이라고 생각함. 그 말은 삼전과 하닉은 앞으로도 중국 반도체의 위협으로부터 계속 안전할 것이라는 뜻임. 대신 기술력이 뒤쳐지는 한국산 반도체 소부장은 장기적으로 중국 시장을 잃게 될 확률이 더더욱 높아졌다고 봄.


결론적으로 이러한 점들을 다 고려하면 나는 미국이 반도체에 있어서는 중국에 더 강경하게 나가면 나갔지 절대 양보를 안 할 것이라고 10000% 확신함. 특히 미중 정상회담이 불과 한 달도 안 남은 시점에서 이렇게 반도체를 더 조이는 것은 미국은 중국과는 반도체로 딜을 할 의향이 1도 없다는 사실을 아주 잘 보여줌.



그래서 만약 미국이 이번에 중국과의 정상회담에서 딜을 한다면 (상당히 민감한 이야기일수 있겠지만) 2차전지를 내줄 확률이 매우 높다고 생각함. 바이든도 재선이 급하고, 인플레는 잘 안 잡히고, 미국채를 받아줄 대상이 시급한 상황에서 반도체는 절대 중국과 딜을 할 수 없다면 남는 딜의 대상이 2차전지밖에 없음. 그리고  2차전지는 중국산의 가격 경쟁력이 너무나도 강하고, 또 반도체와 달리 미국이 중국산 2차전지를 효과적으로 통제할 수 있는 방법도 없음. 냉정하게 말하면 미국 입장에서 2차전지는 반도체보다 훨씬 덜 중요하고, 중국을 이길 방법도 없음. 다른 걸 내줘도 어차피 반도체만 틀어막으면 미국은 패권전쟁에서 자신이 무조건 이긴다고 생각할 것이며, 내 생각 역시 동일함. 결국 레거시 반도체와 2차전지의 향후 운명은 정치의 영역으로 넘어갔다고 보는데, 그 정치의 영역이 한국에 결코 우호적이지 않아서 걱정임.









1. 개요

■ 미국 산업안보국(BIS: Bureau of Industry and Security)은 기존 대중국 반도체 수출통제(2022.10.7.)에 대한 확대보완 조치를 발표함(2023.10.17.).

- 이번 조치에서는 기존 수출 통제의 주요 구성 요소였던 ① 첨단 반도체 제조 관련 품목과 ② 첨단 컴퓨팅 관련 반도체 제재가 모두 확대되었으며, 이와 함께 ③ Entity List에 13개 AI 반도체 중국기업이 추가되었음.

- ① 첨단 반도체 제조 관련 품목과 ② 첨단 컴퓨팅 관련 반도체에 대한 조치들은 의견 수렴 과정을 거쳐 2023년 11월 17일부터 시행될 예정이며, ③ Entity List 확대에 관한 내용은 즉시 시행됨(2023. 10. 17.).

■ [배경] 기존 수출 통제에 대해 중국은 관련 해당 조치를 우회하려는 시도를 다양하게 해왔으며, 결과적으로 기존 수출통제 조치가 중국 반도체 산업 경쟁력 및 AI 연구 수준 제고를 제한하는 데 한계가 있었다는 인식이 존재했음.

- 중국은 ① 클라우드 서비스 이용 ② 업계가 수출통제 조치에 대응해 출시한 수출통제선 이하 등급의 반도체 사용 ③ 감시망 밖의 반도체 제조기지 구축4) ④ 반도체 자급화 촉진 등을 통해 대응해오고 있었음.

■ [핵심 내용] BIS의 이번 확대 조치는 제재 범위를 넓히고 기존 수출 통제를 우회하려던 시도를 차단하는 것이 핵심 목적임.

- 반도체 제조 장비와 첨단 컴퓨팅 반도체에 대한 통제 범위가 상당히 확대되었음.

- 지나 러먼도 미 상무부 장관은 “오늘(2023. 10. 17.)의 업데이트된 규정이 수출통제의 유효성을 강화하고 우리의 규제에 대한 우회로를 차단할 것이다”라고 평가하며, 확대조치의 주목적이 기존 수출통제의 한계를 보완하는 데 있음을 밝힘.

■ 이에 본고에서는 ① 첨단 반도체 제조장비와 ② 첨단 컴퓨팅 관련 반도체 수출통제의 핵심 내용을 소개하고,③ 업계에 미칠 수 있는 영향을 분석하고자 함.

- 반도체 제조장비 측면에서는 새롭게 추가된 반도체 제조장비에 대해 살펴보고, 중국 내 반도체 제조 관련통제에서 변경된 사항을 파악하고자 함

- 첨단 컴퓨팅 및 슈퍼컴퓨터 부문에서는 확장된 첨단 컴퓨팅 반도체 범위에 대해 살펴보고, 이와 관련된 첨단 컴퓨팅 신고제도에 대해 살펴보고자 함.

2. 미국 반도체 수출통제 확대조치의 주요 내용

가. 첨단 반도체 제조 관련 품목

■ [요약] 첨단 반도체 제조시설에 대한 잠정 최종 규정(interim final rule)의 주요 내용은 다음과 같음.

- 새로운 종류의 반도체 제조장비들이 통제 대상에 추가되고, 적용 대상 국가를 확대함.

- ‘미국인’의 지원 행위에 대한 적용 대상 국가는 확대하되 제한 사항을 일부 조정함.

1) 새롭게 추가되는 반도체 제조장비

■ [웨이퍼] 진공 및 불활성 가스 환경에서 실리콘(및 탄소 도핑된 것), 실리콘게르마늄(및 탄소 도핑된 것)을 적층 성장(epitaxial growth)시키는 장비가 새로 추가됨.

- 적층 성장은 실리콘 위에 규칙적으로 배열된 결정질 구조를 갖춘 층을 성장시켜 전자의 이동을 원활하게 돕는 과정으로 고성능, 고품질 트랜지스터 제조에 필요하며, 새로 추가된 품목은 반도체 제조 과정상 진공 및 불활성 가스 환경에서 순수하고 제어된 환경의 적층 성장 공정을 진행할 수 있도록 돕는 역할을 하고 있음.

■ [식각] 이번 확대조치에서는 첨단 반도체 제조에 필수적인 새로운 종류의 식각 장비가 대거 등장함.

- 식각장비(3B001.c)는 비(非)바세나르 협약국에서도 생산되는 관계로 2015년 통제 대상에서 삭제됐지만, 이번 확대조치에서 추가된 원자 단위의 세밀한 식각장비(Atomic Layer Etching)는 바세나르 협약국에서만 생산하므로 이번 확대조치에 새로 추가됨.

◦ 추가된 등방성(isotropic) 건식 식각장비(3B001.c.1.a)는 측면 식각(lateral etching)에 필요하며, 특히 SiGe:Si 선택비 100:1 이상의 고수준 장비는 GAAFET(Gate-All-Around Field Effect Transistor)를 비롯한 3D 구조의 차세대 소자를 만드는 데 필요함.

◦ 위와 같은 이유로 고수준의 비등방성(anisotropic) 식각장비(3B001.c.1.b)도 추가됨.

◦ 높은 SiGe:Si 선택비를 갖춘 습식 식각장비(wet chemical processing; 3B001.c.2)는 첨단 기술 공정의 반도체 제조에 필요함.

■ [증착] BIS는 기존 수출통제에서 추가했던 증착 장비(3B090)를 반도체 제조장비(3B001.d)로 옮겨 확대 개편했으며, 모두 첨단 반도체 제조에 필요한 장비들임.

- 증착장비(3B001.d)는 과거 기술 진.보와 함께 미국 외 국가에서 생산되기 때문에 통제 대상에서 빠져있었지만, 이번 확대조치에서는 지난 수출통제에서 추가했던 3B090을 확대 개편하는 방향으로 등장함.

◦ 지난 수출통제에는 코발트, 텅스텐, 질화티타늄(TiN), 질화텅스텐(WN), 구리 등을 증착하는 다양한 증착장비와 3D 구조의 디램, 낸드나 FinFET, GAAFET와 같은 소자를 생산할 때 필수적인 ALD(Atomic Layer Deposition) 장비가 추가된 바 있음.

- 이번 확대조치에는 지난 수출통제에 없었던 새로운 증착장비 품목들이 대거 추가됨.

◦ 해당 품목들은 식각 선택비 개선(d.5), 결함 및 불순물 최소화(d.9, d.11), 전류 저항 최소화(d.10,d.12, d.13, d.15), 안정성 강화(d.14)를 통해 첨단 반도체 제조에 필수적인 장비라고 할 수 있음.

■ [노광] 이번 확대조치에서는 미세공정의 핵심인 노광장비(3B001.f)에 대한 통제가 강화됨.

- 웨이퍼에 회로도를 인쇄(lithography)하는 노광장비에 대한 수출통제가 대폭 강화되었음.

◦ 기존에는 193nm ‘미만’의 파장을 가진 광원(EUV)을 사용하거나 특정 해상도 조건을 만족하는 장비를 통제했으나, 이번 확대조치는 193nm ‘이상’의 파장을 가진 광원(DUV)을 사용하는 노광장비를 명시적으로 수출통제 대상에 포함한 것이 특징임.

- BIS는 특정 노광장비에 최소허용기준(de minimis rule) 0%를 적용함으로써 통제 대상 범위를 확대함.

◦ 최소허용기준이란 만약 수출품이 미국이 아닌 다른 국가에서 생산된 것이라면, 미국산 통제 품목(수출허가가 필요한 미국산 품목)의 가치가 전체의 몇 퍼센트를 초과해야 수출통제를 적용할지 판별하는 기준을 의미함.

◦ 이번 확대조치에서는 파장 193nm 이하, 해상도를 의미하는 MRF가 45nm 이하, 정확도를 의미하는 ‘최대 전용 척 오버레이(maxi.mum dedicated chuck overlay)’가 1.5nm를 초과하고 2.4nm 이하인 장비(3B001.f.1.b.2.b)에는 최소허용기준(De minimis rule) 0%를 적용함.

※ 단 미국 기준 외산 제품(예: 네덜란드, 일본의 노광장비)을 생산하는 국가가 미국 ECCN(수출통제관리번호)3B001.f.1.b.2.b에 준하는 수출통제를 운영하고 있다면 BIS는 해당 최소허용기준 0% 제한을 적용하지 않음.

※ 해당 장비와 관련해 BIS는 일본이 ArF-i(ArF-wet) 노광장비를 비롯한 기타 첨단 반도체 제조장비에 대한 수출통제를 2023년 7월 23일부터 시행 중이라고 각주를 통해 밝히고 있음.

- ASML은 네덜란드 수출통제(2023.9.1.)가 ArF-i 노광기인 NXT:2000i 이후 모델에만 적용된다는 입장을 발표했지만, 이번 조치로 인해 NXT:2000i 바로 아래 단계인 NXT:1980i도 영향을 받을 가능성이 있음.

■ [EUV 관련 품목 및 장비] 이번 확대조치에는 첨단 반도체 제작의 핵심인 EUV 노광 공정을 뒷받침하기 위한 품목과 장비들이 대거 추가됨.

- [EUV 마스크] EUV 마스크란 EUV 빛을 선택적으로 반사하는 거울을 통해 웨이퍼에 회로도를 인쇄할수 있도록 돕는 필수 소재로, 해당 소재가 없다면 EUV 노광 공정 진행이 불가능함.

◦ 해당 소재의 중요성을 고려해 BIS는 EUV 마스크 제작장비(3B001.k)를 수출통제 품목에 추가함.

- [EUV 펠리클] EUV 펠리클이란 EUV 마스크를 오염으로부터 보호하는 소재로, EUV를 사용한 노광공정에서 원가절감과 수율 향상을 위해 필수적임.

◦ 해당 소재의 중요성을 고려해 BIS는 EUV 펠리클(3B001.l)과 EUV 펠리클 제작장비(3B001.m)를 수출통제 품목에 추가함.

- [EUV 트랙] 트랙이란 노광 공정의 핵심인 빛에 반응하는 소재(포토레지스트)를 해당 공정 앞뒤에서 웨이퍼에 바르고(도포) 굳히는(경화) 작업 등을 수행하는 장비인데, 노광기와 마찬가지로 해당 장비 없이는 노광공정 진행이 불가능하며, 이번 확대조치에서 EUV 트랙(3B001.n)이 새로 등장하였음.

■ [기타 장비] 이번 확대조치에는 △첨단 공정에서 중요성이 강조되는 어닐링 장비(3B001.o)와 △반도체 제작 과정에서 불순물을 제거하는 세척 공정에 사용되는 장비도 수출통제 품목에 추가됨.

3. 영향 및 시사점

나. 중국의 반도체 자급 가속화

■ [반도체 제조장비 자급화] 이번 확대조치로 인해 중국은 반도체 제조에 상당한 어려움을 겪을 것으로 보여 반도체 제조 장비 자급화를 적극적으로 추진할 것으로 보임.

- 신규 반도체 제조장비가 수출통제 품목에 추가되었고, 노광기에 대한 최소허용기준이 0%로 낮아진 사실은 중국의 반도체 제조 경쟁력 향상을 위한 걸림돌이 될 수 있음.

- 이러한 상황에서 중국은 반도체 제조업체들의 약점인 제조장비 경쟁력 향상을 위해 약 400억 달러 규모의 3기 빅펀드를 곧 출시할 예정임


라. 우리 기업에 미치는 영향

■ [반도체 제조장비] 중국 입장에서는 반도체 제조장비에 관한 기술 수준 향상이 시급한 것으로 보이며, 이는 향후 우리나라 반도체 장비사의 성장에 위협이 될 수 있는 만큼 선제적인 대비가 필요함.

- 중국의 약점으로 지적받았던 반도체 제조장비 분야는 중국 정.부의 지원을 통해 국산화율이 상승하고 있으며, 중국의 NAURA(베이팡화창), ACM 리서치 등도 식각이나 증착 분야에서 빠르게 기술력을 확보하며 경쟁력을 제고하고 있음.

- 중국 반도체 제조장비의 부상은 미국·네덜란드·일본이 갖고 있는 독과점적 지위에는 큰 영향을 주지 않을 것으로 보임.

- 하지만, 중국의 반도체 제조장비 자급화는 중국 장비와 보다 가까운 경쟁관계에 있는 한국 반도체 제조장비 기업에 더 위협이 될 수 있음.