중국의 거대 IT 기업인 화웨이(Huawei Technologies Co.)와 중국의 비밀 칩 제조 파트너가 첨단 반도체 칩을 제조하는 저기술(a low-tech)이지만, 잠재적으로 효과적인 방법에 대한 특허를 출원했으며, 이는 중국의 진전 차단을 위한 미국의 노력에도 불구하고 중국이 칩 생산 기술을 향상시킬 수 있다는 전망을 높이고 있다고 블룸버그 통신이 22일(현지시간) 보도했다.

중국 지적재산권 당국에 제출한 특허에 따르면, 두 회사는 고도의 노광기술의 하나인 SAQP(Self Aligned Quadruple Patterning)와 관련된 기술을 개발하고 있으며, 고급 리소그래피(lithography : 패턴 형성을 위한 미세 가공 기술)에 대한 의존도를 줄여야 한다고 한다.

이를 통해 ASML Holding NV의 최첨단 극자외선 리소그래피 장비 없이도, 고급 칩을 생산할 수 있다. EUV 장비의 유일한 공급업체인 네덜란드에 본사를 둔 ASML은 수출 통제로 인해 장비를 중국에 판매할 수 없다.

쿼드러플 패터닝(Quadruple patterning : 4중 포토 노광기술)은 실리콘 웨이퍼의 라인을 여러 번 에칭(etching)하여 트랜지스터 밀도를 높여 성능을 높이는 기술이다. 21일에 발표된 화웨이의 특허 출원에는 이 기술을 사용하여 보다 정교한 반도체를 만드는 방법이 설명되어 있다. 중국 국가지적재산권국에 제출된 서류는 “이 특허를 채택하면 회로 패턴의 설계 자유도가 높아질 것”으로 돼 있다는 것이다.

화웨이와 협력하는 국영 칩 제조 장비 개발업체인 시캐리어(SiCarrier)는 2023년 말에 SAQP와 관련된 특허를 받았다. 해당 특허는 심자외선 리소그래피(DUV=deep ultraviolet lithography), 칩 제조 기계 및 SAQP 기술을 사용하여 5 나노미터 칩(5 nanometer chips)에서 볼 수 있는 특정 기술 임계값을 달성한다. 특허 출원서에 따르면, 나노미터 칩. 이 관행을 통해 제조비용을 절감하면서 EUV 장비의 사용을 피할 수 있다고 설명했다.

4중 패터닝 기술은 중국이 5nm에서 칩을 만들 수 있을 만큼 충분하지만, 연구 회사 테크 인사이트(TechInsights)의 부회장인 댄 허치슨(Dan Hutcheson)에 따르면, 중국은 장기적으로 EUV 장비를 손에 넣어야 한다. 그는 “이를 완화할 수는 있지만, EUV가 없다는 기술적인 문제를 완전히 극복하지는 못한다”고 말했다.

대만의 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp.)와 같은 주요 칩 제조업체는 EUV 장비를 사용하여 고급 칩을 생산하고 있다. 생산 수율이 가장 높기 때문이다. 즉, 칩당 비용이 최소화된다는 의미이다. 화웨이와의 파트너가 반도체 생산에 대체 방법을 사용하는 경우 칩당 비용이 업계 표준보다 높을 수 있다.

현재 상용 생산 중인 가장 진보된 칩은 TSMC가 미국의 애플(Apple Inc.)과 같은 제품을 만드는 칩을 포함하여 3nm 기술을 사용한다. 중국은 현재 2세대 뒤처진 7nm 칩을 만들 수 있지만, 5nm로 발전하면 1세대만 뒤처지게 된다.

미국과 동맹국들은 수년 동안 중국의 반도체 및 칩 제조 장비에 대한 접근을 강화해 왔으며, 바이든 행정부는 그러한 통제가 국가 안보를 위해 필요하다고 주장했다. 여기에는 인공지능(AI) 서비스 훈련에 사용되는 ASML의 EUV 칩 제조 기계와 엔비디아(Nvidia Corp.)의 가장 강력한 그래픽 프로세서의 수출 금지가 포함된다.

그러나 중국 기업들은 국내 칩 역량을 개발하기 위해 수십억 달러를 투자하고 있으며, 화웨이는 지난해 고급 7nm 프로세서로 구동되는 획기적인 스마트폰을 공개했다. 이는 미국, 네덜란드, 일본의 노력에도 불구하고 중국의 기술 부문이 진전을 이루고 있음을 시사한다.

이에 대해 바이든 행정부는 중국의 진전을 억제할 추가적인 수단을 모색하고 있다. 한국과 독일 같은 동맹국들에게 이러한 노력에 동참하도록 압력을 가하고 있으며, SiCarrier를 포함하여 화웨이와 연계된 훨씬 더 많은 중국 칩 회사들을 블랙리스트에 올리는 것을 고려하고 있다.

재미 왕(Jamie Wang), 케빈 첸(Kevin Chen) 등 씨티그룹의 애널리스트들이 작성한 메모는 “나우라 테크놀로지(Naura Technology Group Co.)와 AMEC(Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc.)를 포함한 중국 칩 장비 제조업체들도 EUV가 도달하기 어렵기 때문에 에칭 시스템으로 다중 패터닝 기술을 보완하여 7nm 이상의 고급 칩을 생산하는 방법을 모색하고 있다”고 적고 있다.

그 메모는 “중국 반도체 회사들은 주로 SAQP에 의존하여 첨단 칩을 생산하는데, 이는 중국 내 에칭 기계의 밀도를 높일 수 있다”고 말했다. 리창(Li Qiang) 총리는 일반적으로 중앙 정부 지원을 알리기 위해 조직된 개인 투어로 널리 알려진 나우라 테크놀로지 사무실을 방문했다.