1. 미·중 반도체 갈등 속 화웨이의 기술자립 

지난 8월 말에 발표된 화웨이 스마트폰 ‘Mate60’ 발표로 잠시 주춤했던 중국 반도체 굴기가 다시 이슈로 부상하고 있다. 미국의 대중국 반도체 제재로 화웨이폰은 사실상 5G칩 탑재를 포기하면서 시장점유율 하락을 면치 못했었다. 그러나, 이달 초 화웨이는 SMIC가 제작한 것으로 추정되는 7nm 공정의 고급 프로세서(AP)를 탑재한 스마트폰을 공개했다. 이러한 화웨이 Mate60 출시는 미국에 큰 파장을 일으켰다. 

화웨이 스마트폰의 글로벌 시장점유율은 2019년도 3분기 17%에 달했으나, 미국의 대화웨이 기술제재 이후 5G폰 생산이 어려워지면서 2021년도에는 3% 이하로 감소했다. 따라서, 화웨이는 5G 스마트폰 분야에서의 기술개발과 제품 출시를 포기한 듯 싶었으나, 이번에 Mate60에 7nm 공정의 Kirin 9000S(이하,기린칩) 를 탑재하면서 화웨이 반도체 굴기의 불씨를 살려냈다. 물론, 화웨이폰에 탑재된 기린칩은 DUV로 멀티플패터닝(Multiple Patterning) 공정¹⁾ 을 통해 생산했을 것으로 추정된다. DUV로 양산하는 것은 높은 비용이 들어 중국이 대량 양산을 불가능한 것으로 볼 수 있으나, 화웨이가 미국의 EUV 수출통제에도 불구하고 자력으로 7nm반도체 생산에 성공했다는 점에서 큰 상징성을 갖는다. 

중국 언론에 따르면 Mate 60 Pro의 공급업체는 약 70~80개이며, 스마트폰에 채택되는 부품의 90% 이상을 중국 현지 공급업체가 차지한다고 밝혔다.²⁾  Mate 60 Pro에는 SK 하이닉스 및 마이크론의 메모리를 포함하여 일부 한국과 미국의 반도체가 사용되었긴 하나 미국의 대중국 수출통제에도 불구하고 화웨이의 Mate P60 Pro가 빠르게 국산화를 달성했다는 점에서 큰 의의가 있다.

화웨이는 미국의 제재로 어려움에 직면하면서, 자체 생산보다는 투자회사 설립을 통해 IDM 회사로 재탄생 하기 위한 작업을 추진하였다. 2019년 4월 23일에 'Hubble Technology Venture Capital'를 설립하였고, 2021년 4월에 'Shenzhen Hubble Technology Investment Partnership'을 추가 설립하였다. 양사가 투자한 회사는 2023년 상반기 기준 총 현재 총 79개에 달한다. 주로 아날로그 칩 설계(주로 무선 주파수 관련), 전송 통신 칩(유무선), 광전자 칩(센서), EDA 소프트웨어, 시뮬레이션 설계 소프트웨어 등에 투자하고 있다.³⁾ 화웨이는 반도체 생태계 전반에 대한 투자를 확대하면서 최종적으로는 IDM 모델이 구현시켜서 반도체 밸류체인의 수직계열화를 이루려는 목적을 가지고 있다. 특히, 화웨이에서 집중적으로 투자하는 분야는 미국의 대중국 기술제재가 있는 분야이며 중국이 경쟁력을 갖추지 못한 기술 분야이다. 이처럼, 화웨이는 국내기업 투자를 통해 중국의 독자적인 반도체 기술 생태계를 육성하려는 전략을 가져가고 있다. 

2. 중국 반도체 산업의 국산화 

2023년 7월 다수의 중국 언론들에 따르면  중국의 반도체장비 기업인 상하이마이크로전자((海微电子, SMEE)가 올해 말까지 28nm DUV를 양산할 것이라고 계획을 발표했다. 물론, 최종적으로 양산에 성공할지는 지켜봐야 하겠지만, 화웨이 사례 등과 같이 중국이 자체기술로 반도체 양산을 확대하고 있는 점은 우리가 주목해야 할 부분이다. 지난해 10월부터 미국의 대중국 반도체 수출통제가 더욱 강화되면서 중국 기업들의 중국 반도체 기업들은 기술자립이 불가피해졌다. 

중국 반도체산업은 장비, 소재, EDA, 설계 등 분야에서 미국 대비 기술열위에 있으며 국산화율은 매우 낮은 수준이다. 기존 중국 반도체 빅펀드 1기에서는 주로 제조 분야에 대한 투자를 집중해왔다. 따라서 상대적으로 설계, 장비 분야에 대한 투자 비중은 작은 편이었다. 그러나 2019년 2기펀드와 2023년 말 또는 2024년으로 예상되는 3기펀드에서는 장비, 설계 분야에 대한 투자가 더욱 확대될 것으로 예상된다. 특히, 미국의 수출통제에서 규제하고 있는 반도체 장비 분야에서는 중국의 국산화는 매우 시급한 과제이기 때문이다. 미국은 지난해 반도체법에 의거한 대중 수출통제를 발표하면서, 통제 대상을 EUV 장비뿐만 아니라 14nm 로직칩, 18nm이하 DRAM, 128단이상 NAND를 생산할 수 있는 반도체 장비까지 포함시켰다. 

반도체 장비의 기술 제재 범위가 확대되고 있어 중국의 반도체 굴기는 공정별 주요 장비를 국산화할 수 있는지가 관건이 될 것으로 전망된다. 

이에 따라, 중국은 자국내 반도체장비의 국산화율 제고를 위해 주요 파운드리 기업의 국산화 장비 채택을 장려해왔다. 2023년 SMIC의 국산장비 채택률은 약 79.6%로, 2019년 53.9%에 비해 25.5%p 증가하였다. 물론, 아직까지는 노광장비 등 선단 공정에서의 국산화율은 미미한 상황이나,  Lithography의 SMEE, 증착과 식각, 열처리 장비를 생산하는 북방화창(Naura)과 AMEC, 세정의 ACM Research 등이 레거시 공정을 중심으로 성장하고 있다. 

3. 중국 반도체 산업의 기술굴기와 향후 전망  

미국의 대중국 반도체 수출통제 속에서 잠시 주춤했었던 중국 반도체 산업의 기술굴기는 화웨이 Mate60, Mate Pro 출시로 인해 다시 불씨가 되살아나고있다. 2022년 미국의 대중국 반도체 수출통제와 함께 중국 반도체 빅펀드의 부패 스캔들이 이슈로 부상하면서 반도체 기술굴기의 사기가 저하된 바 있다. 하지만, 최근 중국 반도체 산업은 미국의 대중국 제재에도 불구하고 기술혁신과 자립화를 달성하면서 향후 중국 정부의 지원과 투자는 더욱 확대될 것으로 예상된다. 물론, 중국의 반도체 기술력은 향후 검증되어야 할 부분이 존재하나, 중요한 점은 중국이 중저위 기술 장비를 활용하여 첨단제품을 생산했다는 점이다. 즉, 반도체 영역이 아닌 다른 첨단 영역에서도 중저위 기술을 활용해 또 다른 혁신을 만들어 낼 가능성이 존재한다는 것이다. 최근 중국은 SMEE(Shanghai Micro Electronics Equipment)는 ASML의 EUV 장비의 대안으로 248nm의 파장을 갖는 불화크립톤 레이저(KrF)를 활용한 리소그래피 장비를 개발하고 있다. 현재 사용되는 DUV 공정은 193nm 파장의 불화아르곤 레이저(ArF)를 사용하며, 최대 28nm 칩을 생산할 수 있다. 따라서, 중국은 248nm 파장의 KrF새로운 첨단기술을 개발을 통해 28nm 이하의 고사양 칩 생산을 계획하고 있다.⁵⁾  다만, EUV 등 리소그래피 장비는 현재까지는 ASML의 독점영역으로 중국이 연구개발 과정을 넘어서서 상용화시킬 수 있는지는 미지수이다. 그럼에도, 중국이 DUV를 통해 화웨이 Mate60의 5G 칩을 생산한 것처럼, 중국만의 방식으로 기술을 획득하고, 시장을 만들어 갈 수 있다는 점을 주목해야 한다. 첨단기술 역량을 부족해도 중국은 디지털 수요를 흡수할 수 있는 큰 시장이 있기 때문이다. 

시장 조사 기관인 IDC 보고서의 전망에 따르면, 파운드리 분야에서 대만 기업의 점유율이 2023년 46%에서 2027년에는 43%로 하락하고, 아웃소싱 조립 및 테스트(OSAT)에서의 점유율은 2022년 51%에서 2027년 47%로 감소할 것으로 전망했다. 반면, 중국의 파운드리 점유율은 2027년까지 29%에 상승하면서 2023년에 비해 2% 증가하고, OSAT 분야에서도 중국의 점유율이 2022년 22.1%에서 2027년까지 22.4%로 증가할 것이라고 예상했다. 즉, 중국은 칩 제조공정 개발에는 어려움을 겪고 있으나, 중국 내 시장수요와 정부의 적극적인 정책에 힘입어 전반적인 시장점유율을 확대해 나갈 것으로 전망하고 있다. ⁶⁾  7nm이하에서 중국이 시장점유율을 확대하는 건 어려울 수 있으나, 중저위 기술의 범용반도체에서는 중국의 점유율 확대가 전망된다. 

미국의 대중국 반도체 기술제재는 오히려 중국 반도체의 기술자립과 국산화를 촉진하는 계기가 되고 있다. 미·중 간 반도체 갈등에 대해서 홍콩의 한 컬럼리스트는 이렇게 말했다. “중국 반도체 산업은 미국에 감사해야 한다. 개인, 기업, 국가는 엄중하고, 실존적인 도전에 직면함으로써 힘을 키워가고 성장한다.” 화웨이의 반도체 기술굴기 부활로 인해 미국의 대중국 기술제재는 더욱 강화될 수 있다. 실존적인 위기와 도전 앞에서 중국이 어떠한 방식으로 기술 열위를 극복하고 큰 시장을 기반으로 한 중국식 반도체 기술혁신을 가져갈 수 있을 것인지 주목해봐야 할 것이다. 

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1) 일반적으로 DUV 장비의 경우, 7nm 칩을 완성하기 위해 3~4회의 패터닝이 필요하다고 평가됨.

2) DIGITIMES Asia(2023.9.6.), “Huawei localized over 90% of components for Mate 60 Pro”, https://cdn.digitimes.com/news/a20230906PD212/huawei-mate-60-chips+components.html, (검색일자: 2023.9.30.) 

3)今日头条(2023.9.22.), “别再瞎炒科创了，看看华为哈勃投的啥，这79家公司给你指引方向”, https://www.toutiao.com/article/7281532351098667559/?&source=m_redirect&wid=1696584909731 (검색일자: 2023.10.01.) 

4) 新浪财经(2021.7.01.), “ 三年投资40家芯片公司 华为哈勃要做什么”, https://baijiahao.baidu.com/s?id=1704078715287589494&wfr=spider&for=pc (검색일자: 2023.10.1.일) 

5) The Diplomat(2023.9.23.), What Does Huawei’s Homemade Chip Really Mean for China’s Semiconductor Industry?,https://thediplomat.com/2023/09/what-does-huaweis-homemade-chip-really-mean-for-chinas-semiconductor-industry/ (검색일자: 2023.10.7.) 

6) IDC(2023.10.5.)“Geopolitical Shifts Reshape Semiconductor Landscape, Taiwan's Foundry, Assembly and Test Shares to Drop to 43% and 47%, Respectively, in 2027, IDC Finds”, https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prAP51281723(검색일자:2023.10.7.)

[참고문헌]

노근창·윤동욱(2023), <중국 반도체기업 탐방 후기>,현대차증권

삼성증권(2023), <중국 반도체 Update>

여태경(2023), <중국의 변화와 미래2>, 현대차증권 

조은교 외(2021), <미중 기술패권 경쟁과 우리의 대응전략: 반도체, 인공지능을 중심으로>, 산업연권. 

Statista(2021), <Share of smartphone unit sales to end users by vendor from the 1st quarter of 2016 to the 4th quarter of 2021>

DIGITIMES Asia(2023.9.6.), “Huawei localized over 90% of components for Mate 60 Pro”,https://cdn.digitimes.com/news/a20230906PD212/huawei-mate-60-chips+components.html, (검색일자: 2023.9.30.일)

IDC(2023.10.5.)“Geopolitical Shifts Reshape Semiconductor Landscape, Taiwan's Foundry, Assembly and Test Shares to Drop to 43% and 47%, Respectively, in 2027, IDC Finds”, https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prAP51281723(검색일자:2023.10.7.일)

The Deplomat(2023.9.23.), What Does Huawei’s Homemade Chip Really Mean for China’s Semiconductor Industry?,https://thediplomat.com/2023/09/what-does-huaweis-homemade-chip-really-mean-for-chinas-semiconductor-industry/ (검색일자: 2023.10.7.일)

今日头条(2023.9.22.), “别再瞎炒科创了，看看华为哈勃投的啥，这79家公司给你指引方向”, https://www.toutiao.com/article/7281532351098667559/?&source=m_redirect&wid=1696584909731 (검색일자: 2023.10.01.)

新浪财经(2021.7.01.), “ 三年投资40家芯片公司 华为哈勃要做什么”, https://baijiahao.baidu.com/s?id=1704078715287589494&wfr=spider&for=pc

(검색일자: 2023.10.1.일)