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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = 중국 반도체 굴기의 승부처는 '장비 한 대'가 아니라 '생태계'다.

미국과 네덜란드의 수출 규제로 첨단 노광장비 접근이 제한된 가운데, 중국은 핵심 기술과 인력을 하나의 국가 프로젝트 아래 결집하는 방식으로 독자적인 반도체 장비 생태계 구축에 나서고 있다.

그 중심에 등장한 기업이 아이성나전자과기그룹(愛晟納電子科技集團 이하 아이성나)이다. 아이성나는 단순한 노광장비 제조사가 아니라 정부·국유자본·연구기관·장비 기업·반도체 제조사를 연결하는 플랫폼으로, 중국이 추진하는 '중국판 ASML 육성 프로젝트'의 핵심 축으로 평가 받고 있다.

글로벌 노광장비 시장을 장악한 ASML 또한 수많은 협력사의 기술을 결집한 생태계 기업으로 성장했다. 중국은 이에 맞서 국가 주도의 분업형 구조를 통해 광원·광학·정밀제어·핵심 부품·양산 검증까지 이어지는 독자 공급망 구축을 시도하고 있다.

이번 기사에서는 아이성나를 중심으로 재편되고 있는 중국 노광장비 생태계의 구조와 핵심 기업, 그리고 ASML과 차별화된 중국식 기술 자립 모델의 특징을 집중 조명해 본다.

◆ 중국판 '맨해튼 프로젝트' 본격 가동

앞서 로이터 등 해외언론은 중국의 반도체 자립 돌파 노력을 '맨해튼 프로젝트'라는 단어에 비유했다.

맨해튼 프로젝트는 제2차 세계대전 당시 미국이 국가 자원을 총동원해 원자폭탄을 개발한 극비 연구개발 프로젝트로, 해당 프로젝트에는 정부·대학·연구소·기업·군부가 모두 참여했고, 막대한 예산과 최고 수준의 과학자들이 투입됐다.

중국 정부가 공식적으로 명명한 프로젝트는 아니나 중국 당국이 EUV(극자외선) 노광장비 기술 확보를 위해 극비 프로젝트에 버금가는 전략을 추진하고 있음을 말해준다. 궁극적 목표는 서방의 기술 봉쇄를 돌파하고 반도체 산업의 자주적 통제 능력을 확보하는 것이다.

중국 이머전 DUV 양산의 컨트롤타워로 주목 받고 있는 '아이성나'는 이러한 전략 속 탄생한 기업이라 할 수 있다.

◆ DUV 생태계 컨트롤타워 '아이성나'

중국 당국이 국유자본으로 2023년 8월 설립한 아이성나는 상하이전기홀딩스(上海電氣控股)과 상하이국제신탁(上海國際信託) 계열사가 출자한 국유기업이다.

상하이위량성과기유한공사(上海宇量昇科技有限公司∙UEA 이하 위량성)와 상하이마이크로일렉트로닉스장비(上海微電子裝備集團股份有限公司∙SMEE) 출신 연구진을 영입해 이머전(Immersion∙침지식) DUV 노광장비 양산을 추진하고 있다.

하지만, 아이성나를 단순한 노광장비 제조기업으로 보는 것은 한계가 있다. 이 회사의 핵심 역할은 정부·국유자본·장비 기업·연구기관·대학·반도체 제조사를 연결해 중국 노광장비 생태계를 하나의 프로젝트로 통합하는 것이다. 즉 중국이 수년간 구축해온 노광장비 국산화 전략의 컨트롤타워에 가깝다.

중요한 것은 '누가 장비를 만들었느냐'보다 '흩어진 기술 역량을 누가 하나로 묶고 있느냐'이다.

아이성나가 '중국판 ASML'에 비유되는 이유도 여기에 있다. 세계 최대 노광장비 기업인 ASML 역시 자체적으로 모든 기술을 보유한 것이 아니라 독일 자이스(Zeiss)의 광학계, 미국 사이머(Cymer)의 광원, 독일 트럼프(TRUMPF)의 레이저 기술 등 글로벌 협력 네트워크를 통해 성장했다.

아이성나 역시 광원·광학·정밀제어·핵심 부품·장비 제조 역량을 하나의 산업 체계로 결집하는 플랫폼 성격이 강하다.

아이성나의 주주 구조는 이러한 국가 프로젝트적 성격을 보여준다. 상하이전기홀딩스와 상하이국제신탁은 모두 상하이 국유자본 계열로, 단순한 투자자가 아니라 국가 전략 산업 육성을 위한 자금 공급과 프로젝트 관리 역할을 맡고 있다.

중국 공업정보화부(MIIT)를 중심으로 한 반도체 자립 정책과 국가집적회로산업투자기금(CICF·빅펀드) 등 국가 차원의 지원 체계가 배경에 있으며, 아이성나는 이를 실제 장비 개발과 양산으로 연결하는 실행 플랫폼 역할을 담당한다.

◆ ASML '시장주도' vs 아이성나 '국가주도'

노광장비 산업은 단일 기업의 기술력만으로 완성되기 어렵다. 노광기는 하나의 기업이 만드는 제품이 아니라 광원, 투영광학, 스테이지, 이머전 시스템, 제어 소프트웨어 등 수백 개의 핵심 기술이 동시에 구현돼야 하는 대표적인 시스템 공학이다.

ASML이 글로벌 공급업체들과 장기간의 공동 개발을 통해 시장 중심의 생태계를 구축했다면, 중국은 국가 전략 아래 정부·국유자본·연구기관·기업을 결집하는 '국가 주도형 생태계'를 구축하고 있다.

중국은 이미 2008년부터 '초대규모 집적회로 제조장비 및 공정 프로젝트(02 특별 프로젝트)'를 통해 노광장비와 핵심 부품 기술 확보를 국가 과제로 추진해왔다. 아이성나는 이러한 장기간 축적된 기술·인력·자본 네트워크를 산업화 단계로 연결하는 플랫폼으로 평가된다.

결국 중국의 목표는 단순히 국산 노광장비 한 대를 만드는 데 있지 않다. 광원, 광학, 스테이지, 소재, 소프트웨어, 장비 제조, 반도체 생산라인 검증까지 이어지는 독자 생태계를 구축해 장기적으로 ASML과 경쟁할 수 있는 반도체 장비 산업 기반을 확보하는 것에 핵심 목표로 두고 있다.

◆ 진정한 경쟁력, 아이성나 생태계 구성원

중국의 '노광장비 분업형 생태계'의 실제 경쟁력은 아이성나 자체보다 그 뒤에서 움직이는 연구기관과 장비업체, 핵심 부품기업, 국유자본, 반도체 제조사까지 연결된 체계에서 나온다. 한 기업이 모든 기술을 독자적으로 확보하는 방식이 아니라 각 분야 전문 조직을 국가 프로젝트 아래 결집시키는 구조다.

우선 중국 노광 시스템 개발의 핵심 축에는 SMEE가 있다.

SMEE는 중국에서 사실상 유일하게 상업용 노광장비를 개발하는 기업으로, 90nm급 장비를 공급한 경험을 보유하고 있으며 불화아르곤(ArF) 이머전 DUV 기술도 지속적으로 개발해왔다.

SMEE는 2026년 3월 열린 '상하이 국제 반도체 전시회(SEMICON China)'에서 28nm급 공정을 목표로 개발 중인 이머전 DUV 노광장비 'SSA800' 시리즈를 일반인에게 공개하며 업계의 주목을 받았다.

해당 장비의 공개는 중국이 그동안 해외 기업 의존도가 높았던 첨단 노광장비 분야에서 자체 기술 확보와 양산 체계 구축을 본격화하고 있음을 보여주는 상징적인 사례로 평가됐다.

차세대 이머전 DUV 기술 개발 분야에서는 위량성도 주목 받고 있다. 로이터는 위량성 연구진 일부가 아이성나 프로젝트에 합류했다고 보도했다.

위량성은 중국 노광장비 국산화 전략에서 주목 받은 핵심 기업 중 하나다.

지난해 9월 외신 보도에 따르면 중국 최대 파운드리 중국 최대 파운드리 SMIC(中芯國際∙중신궈지 688981.SH/0981.HK)는 위량성이 개발한 ArF 이머전 DUV 노광장비를 테스트한 것으로 알려졌다. 해당 장비는 28nm 공정을 목표로 개발됐으며, 멀티패터닝 기술을 활용할 경우 7nm급 반도체 생산에도 활용 가능성이 거론됐다. 다만 당시 단계는 양산 검증 단계로, 실제 상업 생산을 위해서는 수율·안정성 검증이라는 과제가 남아 있었다.

핵심 부품 역시 역할이 분담돼 있다.

초정밀 웨이퍼 스테이지 분야에서는 화줘징커(華卓精科∙UPrecision)가 대표 기업으로 꼽힌다. 다만, 이번 이머전 DUV 양산 프로젝트에 참여 했는지 여부는 공식적으로 알려진 바 없다.

스테이지는 웨이퍼를 나노미터 단위로 이동시키며 노광 정밀도를 결정하는 핵심 부품이다. 화줘징커는 칭화대학(清華大學) 연구팀이 설립한 중국 집적회로(IC) 제조장비 및 핵심 부품 연구개발 업체로, 웨이퍼 스테이지와 초정밀 모션제어 기술 개발을 담당하고 있다.

광원 분야에서는 커이훙위안(科益虹源∙RSLASER)이 대표 기업으로 참여했을 가능성이 거론되다.

이 회사는 193nm ArF와 248nm KrF 엑시머(Excimer) 레이저 광원을 개발하며, DUV 노광장비 국산화의 핵심 광원 공급망 구축을 담당하고 있다. 커이훙위안은 중국 내에서 고성능 노광장비용 광원을 자체 개발·생산할 수 있는 몇 안 되는 기업 가운데 하나로 평가된다.

광학 원천기술은 중국과학원 창춘광학정밀기계물리연구소(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所∙CIOMP)와 중국과학원 상하이광학정밀기계연구소(中國科學院上海光學精密機械研究所∙SIOM)가 담당한다. 두 연구기관은 투영광학, 반사경, 고정밀 광학 설계 등 심자외선(DUV)과 극자외선(EUV) 개발의 기반 기술을 연구하는 핵심 기관으로 평가된다.

여기에 대학도 참여한다. 칭화대학교와 하얼빈공업대학교(HIT) 등은 광학과 정밀제어 분야 연구를 수행하며 전문 연구인력을 공급하는 역할을 맡고 있다.

시캐리어(新凱來·SiCarrier)와 중국 최대 IT 기업 화웨이(華為)의 연결고리도 업계의 관심 대상이다.

시캐리어는 반도체 증착·식각·계측 장비를 개발하는 기업으로, 화웨이와의 연관성이 거론돼 왔다. 다만 이번 아이성나 프로젝트에서 시캐리어 또는 화웨이가 직접적인 역할을 맡고 있다는 공식 확인은 없다.

'아이성나'라는 플랫폼을 중심으로 구축되고 있는 중국의 노광장비 생태계의 최종 구성원은 고객사다.

장비 개발이 끝났다고 산업 경쟁력이 완성되는 것은 아니다. 실제 생산라인에서 장기간 운용하며 수율과 신뢰성을 검증해야 한다.

이 때문에 중국 웨이퍼 파운드리(위탁생산)를 대표하는 SMIC(中芯國際∙중신궈지 688981.SH/0981.HK)와 화훙반도체(華虹半導體 688347.SH/1347.HK) 그리고 중국 최대 D램(DRAM) 제조사 창신메모리테크놀로지(長鑫科技·CXMT 688825.SH) 등의 핵심 대형 고객사들의 역할도 중요하다. 

더 인포메이션은 이들 기업이 국산 이머전 DUV 장비의 초기 공급 및 검증 대상이라고 보도했다. 실제 적용 범위와 일정은 공개되지 않았지만, 중국 입장에서는 개발보다 양산 검증이 더 중요한 단계로 평가된다.

pxx17@newspim.com