중국이 DUV 국산화에 성공합니다… ASML 독점 흔드나 | 실제 가능한 공정은 어디까지?
📺 원본 영상: 중국이 DUV 국산화에 성공합니다… ASML 독점 흔드나 | 실제 가능한 공정은 어디까지?
🎙️ 채널: 안될공학 - IT 테크 신기술
📅 정리 일자: 2026-07-29
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개요
이 영상은 중국이 자국산 Immersion DUV(이머전 심자외선) 노광 장비를 생산하기 시작했다는 보도를 어떻게 해석해야 하는지를 다룹니다. 강연자는 이 장비가 EUV(극자외선) 장비가 아니라 ASML 등이 2000년대부터 상용화해 온 전 세대 핵심 장비라는 점을 먼저 분명히 하면서, 동시에 “낡은 기술이라 의미가 없다”는 식의 평가도 지나치게 단순하다고 설명합니다. 핵심은 중국이 새로운 노광 원리를 발명했는지가 아니라, 여전히 반도체 제조의 넓은 영역에서 쓰이는 핵심 장비를 자체 공급망으로 구현할 수 있느냐에 있습니다.
DUV와 EUV 사이에서 먼저 구분해야 할 것
최근 보도의 핵심은 중국이 Immersion DUV 노광 장비를 생산하기 시작했다는 데 있습니다. 여기서 중요한 첫 번째 구분은 이 장비가 최첨단 반도체에서 자주 언급되는 EUV 장비가 아니라는 점입니다. 강연자에 따르면 반도체 노광 기술의 흐름은 건식 DUV에서 Immersion DUV로, 다시 EUV로 발전해 왔으며, 이번 중국 장비는 그중 EUV 이전 세대에 해당합니다. 따라서 “중국이 EUV를 만들었다”는 식의 해석은 기술 세대를 혼동한 과장에 가깝습니다.
그렇다고 해서 DUV가 현재 반도체 산업에서 사라진 과거 기술이라는 뜻도 아닙니다. 최첨단 반도체 제조에서도 일부 핵심 레이어는 EUV로 처리되지만, 나머지 많은 레이어는 여전히 DUV 장비가 담당합니다. 반도체 칩은 하나의 회로층만으로 만들어지는 것이 아니라 여러 층의 패턴을 반복적으로 쌓아 올리는 구조이기 때문에, 특정 레이어에 EUV가 들어간다고 해서 전체 공정이 EUV만으로 구성되는 것은 아닙니다. 이 점 때문에 Immersion DUV의 자립은 첨단 노드 경쟁과 별개로 산업 기반 측면에서 중요한 의미를 가질 수 있습니다.
강연자는 ASML이 2003년 업계 최초의 Immersion 노광 시스템을 발표했고, 2000년대 중반부터 Immersion DUV 장비를 본격적으로 상용화했다고 설명합니다. Nikon 역시 비슷한 시기에 생산용 Immersion 장비를 공급했지만, 이후 이 시장에서는 ASML이 사실상 압도적인 위치를 차지해 왔습니다. 이번 중국의 성과는 20년 전 이미 상용화된 원리를 새롭게 발명한 것이 아니라, 그 핵심 장비를 중국 공급망 중심으로 구현하려는 시도라는 점에서 평가해야 합니다.
노광 장비는 빛으로 회로를 찍는 초정밀 시스템이다
반도체 노광 장비는 회로 모양이 담긴 마스크에 빛을 통과시키고, 렌즈를 통해 이를 축소해 웨이퍼 위에 전사하는 장비입니다. 이후 필요한 부분을 식각하고, 새로운 막을 쌓고, 다시 다음 회로를 찍는 과정이 반복됩니다. 이 반복이 수십 차례 이어지면서 하나의 반도체 칩 안에 여러 층의 회로가 형성됩니다. 노광 장비의 성능은 단순히 “빛을 쏜다”는 수준이 아니라, 얼마나 작은 패턴을 안정적으로, 반복적으로, 빠르게 찍을 수 있는가로 평가됩니다.
DUV는 Deep Ultraviolet, 즉 심자외선을 뜻하며, 미세공정에 사용되는 대표적인 DUV 장비는 193nm 파장의 ArF 레이저를 사용합니다. 그런데 193nm의 빛으로 그보다 훨씬 작은 40nm 안팎의 패턴을 어떻게 만들 수 있는지가 기술의 핵심입니다. 강연자는 노광 해상도가 빛의 파장만으로 결정되는 것이 아니라, 렌즈가 빛을 얼마나 넓은 각도로 받아 모을 수 있는지를 나타내는 NA(Numerical Aperture, 개구수)에도 달려 있다고 설명합니다. 같은 파장의 빛이라면 NA가 높을수록 더 작은 패턴을 구분할 수 있습니다.
02:22 - DUV 해상도를 결정하는 NA와 193nm ArF 레이저의 관계를 설명하는 구간
Immersion Lithography(액침 노광)는 바로 이 한계를 넘기 위해 등장했습니다. 렌즈와 웨이퍼 사이가 공기일 때는 NA를 높이는 데 한계가 있기 때문에, 그 좁은 공간에 초순수를 흘려 넣어 빛을 더 효과적으로 모으는 방식입니다. 장비 전체를 물속에 넣는 것이 아니라, 웨이퍼가 움직이는 동안 렌즈 바로 아래의 제한된 공간에만 물을 공급하고 회수하는 방식으로 작동합니다. 이 때문에 Immersion DUV는 단순히 렌즈 아래에 물을 넣은 장비가 아니라, 물의 흐름과 결함 가능성까지 제어해야 하는 초정밀 스캐너 시스템입니다.
중국 장비 보도의 핵심은 DUV 자체가 아니라 Immersion DUV다
중국은 이전에도 자체 DUV 장비를 개발해 왔습니다. 강연자에 따르면 과거 공개된 중국산 ArF 장비는 해상도 63nm 이하, 정렬 오차 8nm 이하 수준으로 알려져 있었습니다. 이번 보도가 이전과 다른 지점은 단순히 중국이 DUV 장비를 만들었다는 사실이 아니라, 더 정밀한 Immersion DUV 장비를 생산해 SMIC, Hua Hong Semiconductor, CXMT 같은 중국 반도체 기업에서 검증하려 한다는 데 있습니다. 즉 기술적 관전 포인트는 “DUV 보유 여부”가 아니라 “Immersion DUV를 양산 라인에서 쓸 만큼 안정적으로 구현했는가”입니다.
다만 강연자는 현재 공개된 정보만으로 ASML을 따라잡았다고 말하는 것은 성급하다고 선을 긋습니다. 보도에 따르면 중국은 올해부터 해당 장비를 생산하기 시작했지만, 실제 NA가 얼마인지, 한 번에 얼마나 작은 패턴을 찍을 수 있는지, 시간당 몇 장의 웨이퍼를 처리할 수 있는지는 공개되지 않았습니다. 반도체 장비에서 이런 수치는 단순한 스펙 이상의 의미를 갖습니다. 실험실 수준에서 패턴을 구현하는 것과 고객사 생산 라인에서 반복적으로 수율을 유지하는 것은 전혀 다른 난이도의 문제이기 때문입니다.
일부 보도에서는 중국 장비를 ASML의 2008년 장비인 NXT 1950i와 비교합니다. 강연자에 따르면 이 장비는 약 38nm 해상도와 2.5nm 수준의 Overlay(중첩 정렬 정확도)를 제시한 것으로 언급됩니다. 중국 장비가 이와 비슷한 수준이라는 업계 평가도 나오지만, 실제 Overlay 수치는 아직 공개되지 않았습니다. 결국 “어느 장비와 비슷하다”는 평가는 생산 라인 검증과 세부 성능 공개가 뒤따르기 전까지는 잠정적인 관찰에 머물 수밖에 없습니다.
28nm 장비로 7nm를 만든다는 말의 함정
중국 장비를 둘러싼 가장 흔한 오해는 “28nm급 장비에 Multi-patterning(멀티 패터닝)을 쓰면 7nm까지 가능하니, 사실상 7nm 노광 장비를 만든 것 아니냐”는 주장입니다. 강연자는 이 해석이 반은 맞지만 핵심을 놓친다고 설명합니다. 노광 장비의 해상도와 반도체 공정명에 붙는 나노미터 숫자는 같은 기준이 아니며, 28nm 공정이라고 해서 칩 안의 모든 선폭이 정확히 28nm라는 뜻도 아닙니다. 공정 노드 명칭은 실제 물리 치수 하나만을 가리키는 단순한 라벨이 아니기 때문에, 장비 해상도와 공정 노드를 일대일로 대응시키면 오해가 생깁니다.
Multi-patterning은 한 번에 찍기 어려운 촘촘한 패턴을 여러 번 나누어 찍는 방식입니다. 예를 들어 매우 촘촘한 선 10개가 필요할 때 장비가 이를 한 번에 구분하지 못한다면, 먼저 1번, 3번, 5번처럼 한 줄씩 건너뛴 선을 찍고, 이후 웨이퍼를 다시 정렬해 빈 공간에 2번, 4번, 6번 선을 추가할 수 있습니다. 이렇게 하면 한 번의 노광으로는 만들기 어려웠던 촘촘한 패턴을 두 번의 결과를 합쳐 구현할 수 있습니다. 원리만 보면 기존 장비로 더 미세한 패턴을 만드는 길이 열리는 셈입니다.
04:49 - Multi-patterning에서 홀수선과 짝수선을 나누어 찍는 예시를 설명하는 구간
하지만 이 방식은 횟수가 늘어날수록 공정 복잡도가 급격히 올라갑니다. 한 번 더 찍는다는 것은 마스크만 바꾸는 일이 아니라, 노광, 현상, 식각, 막 형성, 계측 같은 일련의 공정을 추가로 수행한다는 뜻입니다. 원래 한 번에 끝낼 수 있었던 패턴을 두 번이나 네 번으로 나누면 공정 시간, 장비 사용량, 마스크 수, 결함 가능성이 함께 증가합니다. 따라서 노광 장비의 세대 차이는 “작은 패턴을 만들 수 있느냐”뿐 아니라, 그 패턴을 얼마나 적은 공정으로 안정적으로 만들 수 있느냐의 차이로 봐야 합니다.
강연자는 SMIC가 기존 ASML Immersion DUV 장비와 Multi-patterning을 결합해 EUV 없이도 7nm급 칩을 생산한 경험이 있다고 설명합니다. 그러나 이 사실이 중국산 Immersion DUV 장비도 곧바로 같은 수준의 양산을 할 수 있다는 의미는 아닙니다. 외산 장비로 구현한 공정 경험이 있더라도, 중국산 장비가 동일한 Overlay, 반복성, 처리량, 결함 제어 능력을 갖추어야만 비슷한 결과를 기대할 수 있습니다. 특히 면적이 큰 스마트폰 칩이나 AI 칩을 높은 수율로 양산하는 일은 일부 시험 패턴을 만드는 것과 비교할 수 없을 만큼 어렵습니다.
Overlay가 실제 공정 가능성을 가르는 이유
Overlay는 앞에서 찍은 패턴 위에 다음 패턴을 얼마나 정확하게 맞춰 찍는지를 뜻합니다. 강연자는 이를 색깔 도장을 여러 번 찍어 하나의 그림을 만드는 비유로 설명합니다. 첫 번째 도장 위에 두 번째 도장을 정확히 맞추면 선명한 그림이 되지만, 조금만 옆으로 밀려도 테두리가 어긋나고 전체 그림이 흐려집니다. 반도체에서도 첫 번째 노광에서 홀수번째 선을 찍었다면, 두 번째 노광에서는 그 사이 중앙에 짝수번째 선을 정확히 넣어야 합니다.
이 정렬이 어긋나면 단순히 모양이 조금 흐트러지는 데서 끝나지 않습니다. 한쪽 간격이 지나치게 좁아지고 다른 쪽 간격은 넓어지며, 더 심하면 선끼리 붙거나 연결되어야 할 회로가 끊어질 수 있습니다. 반도체는 수십 개의 층을 쌓는 구조이고, Multi-patterning을 사용할 경우 같은 층 안에서도 여러 번 패턴을 나누어 찍기 때문에 Overlay 요구 수준은 더욱 높아집니다. 결국 장비가 작은 패턴을 한 번 만들어냈다는 사실보다, 수천 장의 웨이퍼에서 다음 패턴을 계속 같은 위치에 맞출 수 있는지가 훨씬 중요합니다.
06:54 - Overlay가 수천 장의 웨이퍼에서 반복 정렬 성능으로 검증되어야 한다고 설명하는 구간
이 점에서 중국 장비의 실제 수준을 판단하려면 해상도 수치만으로는 부족합니다. 강연자는 중국 장비가 28nm를 안정적으로 생산할 수 있을지, 더 나아가 14nm나 7nm까지 확장할 수 있을지는 Overlay 정확도가 공개되어야 판단할 수 있다고 설명합니다. 반도체 장비의 성능은 하나의 대표 수치로 요약되기 어렵고, 해상도, Overlay, 처리량, 반복성, 결함률이 함께 맞물려야 생산 장비로 인정받을 수 있습니다. 그래서 이번 보도에서 가장 중요한 미공개 정보는 “몇 나노 공정 가능”이라는 홍보 문구가 아니라 실제 양산 조건에서의 정렬 성능입니다.
Immersion DUV는 광학, 스테이지, 유체 제어가 결합된 장비다
Immersion DUV 장비를 제대로 이해하려면, 렌즈 아래에 물을 넣는다는 설명만으로는 부족합니다. 웨이퍼와 마스크는 노광 중에도 빠르게 움직이기 때문에, 장비는 그 위치를 나노미터 단위로 측정하면서 진동과 열팽창을 계속 보정해야 합니다. 여기에 Immersion 방식은 렌즈 아래의 초순수 흐름도 안정적으로 관리해야 합니다. 물을 통해 해상도를 높이는 대신, 작은 기포나 물자국이 생기면 곧바로 패턴 결함으로 이어질 수 있기 때문입니다.
강연자는 Immersion DUV 한 대가 제대로 작동하려면 광학계, 정밀 스테이지, 위치 센서, 열 제어, 물 관리, 보정 소프트웨어가 모두 맞아떨어져야 한다고 강조합니다. 이 요소들은 개별적으로도 어려운 기술이지만, 실제 난점은 이들을 하나의 장비 안에서 동시에 안정화하는 데 있습니다. 특정 부품 하나가 좋아도 전체 시스템의 동기화가 부족하면 양산 장비로 쓰기 어렵습니다. 따라서 중국이 장비를 조립했다는 사실과 모든 핵심 부품 및 제어 기술을 독자적으로 확보했다는 주장은 구분해서 봐야 합니다.
08:01 - Immersion DUV 장비가 광학계, 정밀 스테이지, 센서, 열 제어, 물 관리, 보정 소프트웨어의 결합임을 설명하는 구간
강연자는 특히 이번 장비가 대부분 중국산 부품으로 만들어졌다는 보도와 달리, 일부 일본산 핵심 부품이 사용된 것으로 전해진다고 언급합니다. 다만 정확히 어떤 부품이 사용되었는지는 공개되지 않았습니다. 이 대목은 중국 반도체 자립의 의미를 평가할 때 중요한 기준이 됩니다. 장비의 최종 조립과 핵심 부품의 완전한 내재화는 산업 전략상 서로 다른 단계이기 때문입니다.
실제 가능한 공정은 어디까지인가
강연자가 제시한 가장 현실적인 첫 목표는 28nm급 공정입니다. Immersion 광학계가 제대로 작동하고, Overlay 정확도와 처리량, 결함 관리가 고객사의 기준을 넘는다면 자동차용 반도체, 통신칩, 디스플레이 구동칩, 전력관리칩처럼 현재도 수요가 큰 제품군을 만들 수 있습니다. 이 영역은 최첨단 스마트폰 AP나 AI 가속기만큼 미세공정 경쟁이 치열하지 않지만, 산업 전반의 공급망 안정성에는 매우 중요합니다. 따라서 28nm 안정 생산만으로도 중국 입장에서는 상당한 전략적 의미가 있습니다.
14nm는 장비 정밀도와 공정 최적화 수준에 따라 가능성을 검토할 수 있는 영역입니다. 강연자는 7nm 역시 원리적으로 불가능하지 않다고 설명하지만, 그것은 어디까지나 Multi-patterning과 고난도 공정 제어가 결합될 때의 이야기입니다. 중국은 이미 외산 Immersion DUV 장비로 7nm급 공정을 구현한 경험이 있지만, 중국산 장비로 같은 결과를 내려면 높은 Overlay 정확도, 반복성, 처리량을 새롭게 증명해야 합니다. 따라서 “7nm 가능”이라는 표현은 기술 원리와 양산 현실을 분리해 읽어야 합니다.
5nm급 시험 패턴을 일부 만드는 것과, 면적이 큰 스마트폰 칩이나 AI 칩을 높은 수율로 양산하는 것은 전혀 다른 문제입니다. 반도체 제조에서 중요한 것은 가장 작은 선 하나를 찍는 시연이 아니라, 수많은 레이어와 수천 장의 웨이퍼에서 균일한 품질을 유지하는 능력입니다. 이 때문에 중국 장비의 실질적 가치는 향후 공개될 정렬 정확도, 처리량, 가동률, 생산 수율을 통해 판단해야 합니다. 아직은 “가능성”과 “검증된 양산 능력” 사이에 거리가 남아 있습니다.
EUV가 필요한 이유도 여기서 드러난다
EUV는 Immersion DUV의 다음 세대 기술로, DUV의 193nm보다 훨씬 짧은 13.5nm 파장의 빛을 사용합니다. 파장이 짧아지면 더 작은 패턴을 직접 구현하기 쉬워지고, DUV에서 여러 번 나눠 찍어야 했던 일부 패턴을 더 적은 노광 횟수로 만들 수 있습니다. 강연자는 EUV의 장점이 단순히 더 작은 회로를 만들 수 있다는 데만 있는 것이 아니라, DUV로 복잡하게 나누어 만들던 패턴을 더 단순한 공정으로 만들 수 있다는 데 있다고 설명합니다. 이는 비용, 시간, 결함 가능성, 공정 복잡도를 줄이는 데 직결됩니다.
09:34 - DUV와 EUV의 파장 차이 및 EUV가 공정 단순화에 기여하는 이유를 설명하는 구간
물론 EUV 자체도 훨씬 어려운 기술입니다. 강연자는 EUV가 광원, 반사경, 진공 시스템, 마스크 결함 등 매우 높은 난도의 기술을 요구한다고 언급합니다. 특히 13.5nm 빛은 기존 렌즈 방식으로 다루기 어렵기 때문에 여러 장의 거울을 사용하는 방식이 필요하며, 이 전체 시스템을 완성하는 것은 극도로 복잡합니다. 그러므로 중국의 Immersion DUV 진전은 의미가 있지만, 그것이 곧바로 EUV 격차 해소를 뜻하지는 않습니다.
이 지점에서 중국 장비의 위치가 더 분명해집니다. 중국이 이번에 도전하는 것은 최첨단 2nm 공정을 곧바로 구현하는 장비가 아니라, 현재도 반도체 생산의 큰 부분을 담당하는 전 세대 핵심 장비의 자체 공급망화입니다. 세계 최첨단 경쟁이라는 관점에서는 ASML EUV와의 격차가 여전히 커 보일 수 있습니다. 그러나 산업 기반과 제재 대응이라는 관점에서는 28nm 안정 생산과 14nm, 7nm 개선 가능성만으로도 무시하기 어려운 의미가 생깁니다.
판단 기준은 “몇 나노”가 아니라 생산 성능이다
이번 중국 Immersion DUV 보도를 평가할 때 가장 경계해야 할 표현은 “몇 나노까지 가능하다”는 단일 문장입니다. 강연자는 노광 장비의 실제 가치를 보려면 한 번에 얼마나 작은 패턴을 찍는지, 앞선 패턴 위에 다음 패턴을 얼마나 정확히 맞추는지, 시간당 몇 장을 처리할 수 있는지, 그리고 그 정확도를 수천 장의 웨이퍼에서도 반복할 수 있는지를 함께 봐야 한다고 설명합니다. 이 기준들은 모두 양산성과 직결되며, 하나라도 부족하면 공정 노드 확장은 제한될 수 있습니다. 반도체 제조에서는 “가능”이라는 말이 실험실 시연, 제한적 생산, 고수율 양산 중 어느 수준을 뜻하는지 반드시 구분되어야 합니다.
11:27 - 중국 장비 평가 기준으로 해상도, Overlay, 처리량, 반복성, 수율을 함께 봐야 한다고 정리하는 구간
현재 공개된 정보만으로는 중국이 ASML과 같은 수준의 Immersion DUV 장비를 만들었다고 말하기 어렵습니다. 실제 NA, Overlay, 처리량, 가동률, 수율이 공개되지 않았기 때문입니다. 그러나 반대로 DUV가 전 세대 기술이라는 이유만으로 의미가 없다고 치부하기도 어렵습니다. 중국이 추진하는 것은 새로운 노광 원리의 발명이 아니라, 제재 환경에서도 자국 내 반도체 생산의 상당 부분을 유지하고 확장할 수 있는 장비 기반을 확보하는 일이기 때문입니다.
마무리 / 핵심 정리
강연자의 결론은 균형적입니다. 중국의 Immersion DUV 장비는 EUV가 아니며, ASML의 최첨단 독점을 곧바로 무너뜨릴 장비라고 보기는 어렵습니다. 그러나 이 장비가 28nm급 공정을 안정적으로 지원하고, 나아가 14nm와 7nm 공정 개선의 기반으로 활용될 수 있다면 중국 반도체 공급망에는 충분히 중요한 진전이 됩니다. 결국 이번 보도의 의미는 “중국이 최첨단 노광을 완전히 따라잡았다”가 아니라, “중국이 여전히 산업적으로 중요한 전 세대 핵심 장비를 자체화하려는 단계에 들어섰다”는 데 있습니다.
따라서 앞으로 확인해야 할 것은 장비의 이름이나 공정 노드 마케팅이 아니라 실제 생산 데이터입니다. 해상도, Overlay, 처리량, 가동률, 수율이 공개되고 고객사 라인에서 반복적으로 검증될 때 비로소 이 장비의 실질적 위상을 판단할 수 있습니다. 중국의 도전은 아직 검증이 필요한 단계이지만, 반도체 장비 자립이라는 장기 전략의 관점에서는 가볍게 볼 수 없는 사건입니다.
📚 출처 및 참고
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 원본 영상 | 중국이 DUV 국산화에 성공합니다… ASML 독점 흔드나 | 실제 가능한 공정은 어디까지? |
| 채널 | 안될공학 - IT 테크 신기술 |
| 리포트 작성 | 2026-07-29 |
| 작성 방식 | YouTube 영상 STT 변환 후 에디팅 |
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