中, 2029년까지 EUV 없이 5나노 도전…2차원 반도체 생산라인 공개

[디지털투데이 홍진주 기자] 중국 반도체 스타트업 위안지웨이가 세계 최초를 내세운 2차원 반도체 8인치 파일럿 생산라인을 공개하고, 2029년까지 극자외선(EUV) 노광장비 없이 5나노미터급 성능의 반도체를 개발하겠다는 목표를 제시했다. 지난 11일(현지시간) 홍콩 사우스차이나모닝포스트에 따르면, 상하이에 본사를 둔 위안지웨이는 10일 자사 위챗 계정을 통해 2차원 반도체 8인치 파일럿 생산라인 구축 계획을 발표했다. 회사는 이번 생산라인이 2차원 소재 준비부터 칩 집적, 테이프아웃까지 전 공정을 지원하도록 설계됐으며, 세계 최초의 2차원 반도체 8인치 생산라인이라고 주장했다. 이번 발표는 미국의 첨단 반도체 장비 수출 규제로 중국의 EUV 노광장비 확보가 어려워진 상황에서, 기존 실리콘 공정과 다른 차세대 반도체 기술을 산업화하려는 움직임으로 해석된다. 위안지웨이는 이번 생산라인 구축이 2차원 반도체 기술이 실험실 연구 단계를 넘어 공학 검증과 산업 생산 단계로 진입했음을 의미한다고 설명했다. 회사 측은 이를 중국 반도체 핵심 기술 자립을 위한 중요한 이정표로 평가했다. 반도체 업계는 미세공정이 물리적 한계와 제조 비용 증가에 직면하면서 기존 실리콘 기반 반도체를 대체하거나 보완할 새로운 구조를 찾고 있다. 2차원 반도체 역시 이런 차세대 기술 가운데 하나로 주목받고 있다. 위안지웨이는 구체적인 상용화 일정도 제시했다. 바오원중 회장은 올해 안에 기존 실리콘 90나노미터 공정 수준에 해당하는 제조 공정을 구축하고, 오는 2029년까지는 EUV 장비 없이도 5나노미터급 성능을 구현할 수 있는 전면 국산 공정을 개발하겠다는 목표를 밝혔다. 2차원 반도체는 원자 수준 두께의 소재를 활용하는 것이 특징으로, 기존 실리콘 기반 반도체보다 더욱 작은 트랜지스터를 구현하기 쉽고, 전력 효율도 높일 수 있다는 점이 장점으로 꼽힌다. 바오 회장은 2차원 소재의 얇은 두께 덕분에 복잡한 트랜지스터 구조를 적용하지 않고도 소자를 더욱 미세하게 만들 수 있다고 설명했다. 또 초저누설 특성을 통해 전력 소비를 크게 줄일 수 있으며, 3차원 적층 기술과 결합하면 메모리 집적도 향상에도 도움이 될 수 있다고 덧붙였다. 누설 전류는 실리콘 반도체가 미세화될수록 커지는 대표적인 문제다. 트랜지스터가 꺼진 상태에서도 전류가 흐르면서 전력 소비와 발열이 증가하는데, 위안지웨이는 2차원 반도체가 이러한 한계를 극복할 수 있는 대안이 될 것으로 기대하고 있다. 중국 정부도 기술 개발에 의미를 부여하고 있다. 상하이시 과학기술위원회에서 첨단소재 분야를 담당하는 판하오는 생산라인 공개 행사에서 "2차원 반도체는 차세대 반도체의 가장 유망한 기술 가운데 하나로 평가받고 있으며 글로벌 경쟁도 갈수록 치열해지고 있다"고 말했다. 다만 상용화까지는 넘어야 할 과제도 적지 않다. 업계에서는 소재와 장비, 설계, 제조, 테스트를 아우르는 공급망이 함께 구축되지 않으면 단일 기업만으로는 기술을 사업화하기 어렵다고 보고 있다. 반도체 산업 특성상 공정 검증과 생태계 구축이 함께 이뤄져야 하는 만큼, 위안지웨이가 제시한 2029년 로드맵이 실제 양산 경쟁력으로 이어질 수 있을지가 향후 핵심 관전 포인트가 될 전망이다.