HBM 논문 '중국 169 vs 한국 67' 02130301 매일경제

[HyunKy]

차이나 칩의 역습

중, 작년 미 제치고 등재 1위

피인용 횟수도 중국이 압도'

한, HBM 점유율 90%지만

R&D에선 사실상 중에 역전

메모리 반도체 분야에서 독보적인 선진국이던 한국을 중국이 턱밑까지 비짝 쫓아왔다.

한.중 D램 기술력 격차는 급격히 좁혀지고 있으며 중국의 낸드플래시 제조역량은 한국과 거의 같은 수준에 도달했다.

무엇보다 인공지능(AI) 시대 필수부품인 고대역폭메모리(HBM) 원천 기술은 사실상 중국이 한국을 역전했다.

12일 백서인 한양대 중국학 교수 연구팀이 학술 연구 데이터베이스인 '웹오브사이언스'를 활용해

최신 HBM 연구 동향을 분석한 결과 지난해 중국 학술기관은 HBM 부문에서 논문 총 169편을 등재한 것으로 집계됐다.

한국의 논문은 67편에 불과했다.

HBM 종주국 한국보다 중국이 2.5배 이상 많은 논문을 발간한 것이다.

미국이 114편이었고, 독일 30편, 인도 29편, 대만 23편 순이었다.

2000년대 초만 하더라도 HBM 논문은 한국이 가장 많이 내놨다.

상위 10%에 해당하는 논문의 피인용 호시수를 살펴보면 중국이 151편인데 반해 한국은 45편에 에 그쳤다.

세계 HBM 시장의 90%를 한국이 차지하고 있지만 기초연구에서는 중국에 추월당한 셈이다.

백 교수는 '중국이 핵심 반도체 분야에서 한국보다 더 많은 학술적 성과를 축적하고 있다는 뜻'이라며 

'창신메모리(CXMT)를 비롯한 중국 칩 기업은 HBM2를 대량 생산해 HBM 지급률을 내년까지 70%로 끌어올릴 것'이라고 밝혔다.

실제로 중국은 CXMT, 우한신신(XMC), 퉁푸 마이크로일렉트로닉스 등이 HBM2 개발을 마친 상태다.

백 교수는 '한중 간 메모리 기술 격차는 종전 10년 수준에서 수년 이내로 좁혀질 가능성이 있다'고 말했다.

D램 역시 중국이 맹추격하고 있다.

욜인텔리전스에 따르면 지난해 D램 시장에서 CXMT점유율은 5%다.

삼상전자.SK하이닉스.마이크론이라는 절대 체제에 서서히 금이 기는 대목이다.

반도체 업계 관계자는 '미국 정부의 대대적인 대중국 반도체 견제로 한숨을 돌릴 여유가 생겼다'면서도

'중국의 반도체 기술개발 속도가 워낙 빨라 수년 전 부터는 결코 안심하지 못하는 상황'이라고 설명했다. 

D램의 창신(CXMT).낸드의 양쯔(YMTC)...숨은 고수들 , 무협지처럼 등장

중, 반도체 생태계 전방위 공습...HBM도 굴기

CXMT, D램 생산량 5배 급증

중고보다 싸게 팔아 '치킨게임'

YMTC, 294단 낸드 양산 돌입

SK하이닉스 321단 턱밑 추격

미 수출통제에도 대거 국산화

GPU.노광장비도 개발 착수

D램 3년. 낸드 1.5년 격차 줄어

'D램의 창신메모리(CXMT), 낸드의 양쯔메모리(YMTC), 파은드리의 중신궈지(SMIC), 팹리스의 화웨이 하이실리콘,

아날로그.전력 반도체의 세미파이브, 인공지능(AI) 반도체의 텐센트.알라바바...'

중국이 한국.미국.대만과 같은 반도체 선진국을 맹렬히 추격하고 있다.

3차례에 걸친 6869억위안(약 136조원)이란 상상을 초월하는 정부 지원금, 자국 내 강력한 반도체 수요가 기술 개발에

속도룰 붙였다.

특히 중국반도체는 한국이 메모리에 집중된 것과 달리 모든 생태계를 아우르고 있다는 점에서 위협적이다.

미국이 7나노미터(nm) 이하 공정에 필수적인 극자외선(EUV) 노광 장비와 AI 가속기에 필수적인 고대역폭메모리(HBM)에

대한 수출 통제하자 그래픽처리장치(GPU)와 반도체 장비까지 독자적으로 구축하고 있다.

대표적인 곳이 중국 1위 D램 기업인 CXMT다.

CXMT는 17.18nm 공정 기반 DDR4X 같은 범용(레거시) D램을 주력 제품으로 삼은데 이어

12nm급 DDR5.LPDDR5X(전전력 메모리)까지 양산하는 데 성공했다.

무서운 것은 규모의 경제를 구축하는 속도다.

CXMT의 웨이퍼 생산량은 2020년 월 4만장에 불과했지만, 작년에 월 20만장으로 증가했다.

IBK투자증권에서 작년 기준 한국이 총 114만장(삼성전자 68만장, SK하이닉스 46만장 등) 가량을 매월 생산 한 것으로 추정한다.

중국은 범용 찹을 덤핑 판매하면서 '반도체 치킨게임'까지 유발하고 있다.

중국산 DDR4 가격은 한국 제품의 절반 수준이고, 중고 제품보다 약 5% 저렴하다.

CXMT의 DDR5 초기 수율(생산 공정률)은 20%에 불과했지만 꾸준한 개선을 통해 현재 80%까지 상승한 것으로 알려졌다.

낸드플래시는 기술 격차가 가장 좁혀진 분야다.'

대표 기업인 YMTC는 이달 294단 낸드플래시 메모리 양산에 돌입했다.

SK하이닉스가 지난해 321단, 삼성전자가 286단을 양산하고 있는 것을 고려할 때 턱 밑까지 추격했다.

'단수'는 저장 용량을 늘리고 밀도를 높이는 데 중요한 요소다.

이렇게 찍어낸 반도체는 고스란히 중국정부기술(IT) 기업이 사들인다.

한국이 수출 없이는 생존을 못하는 것과 다르다.

예를 들어 화웨이는 2004년 화웨이 하이실리콘을 설립해 자체 애플리케이션프로세서(AP) '기린 9000s'를 개발했고,

이를 중국 파운드리 기업인 SMIC 7nm 공정에서 위탁 생산하고 있다.

이렇게 완성된 칩은 스마트폰 '메이드 60 프로'에 탑재된다.

화웨이는 지난 10년간 반도체 연구개발에만 216조원을 투입했다.

중국 기술력에 대한 평가는 아직 엇갈린다.

박재근 한양대 융합전자공학부 교수는 '레거시에서는 중국 정부에서 전폭적인 지원을 받는 기업들의 저가 전략을

당해낼 수 없다'며 '한국 기업은 하이엔드 쪽으로 더 집증해서 가야 한다'고 조언했다.

반면 김양팽 산업연구원 전문연구원은 '중국의 레거시 시장 위협이 반도체 시장 자체를교란시키는 것은

분명하지만 이에 따라 한국 기업이 크게 위험해진다고 보기는 어렵다'고 말했다.

하지만 중국의 반도체 굴기는 한국의 첨단 칩을 노리고 있다.

HBM이 대표적이다.

특히 중국은 한국이 부족한 실용적 시스템 분야에 연구를 집중하는 전략을 활용하고 있다.

백서인 한양대 교수는 '한국의 연구는 하드웨어 제조 기술 중심적인 특성을 보이는 데 반해 중국은 실용적인 시스템 구현에 

초점을 맞추고 있다'면서 '특히 중국의 HBM 연구는 대역폭 최적화에 집중하고 있다'고 설명했다.

상하이마이크로전자는 현재 28~90nm급 노광 장비에 이어 7nm 이하급 EUV 노광장비 개발에 나섰다.

한국은 노광장비 를 만드는 곳이 없다.

업계에 따르면 한중 간 기술 격차에 대해 HBM은 약 5년, D램은 3년 안팎, 낸드는 1년 6개월 정도로 좁혀진 것으로 보고 있다.

2년 전만 하더라도 HBM은 10년, D램은 5년, 낸드는 2년 정도로 평가받았다.                                 박소라.이상덕.박승주 기자

차이나는 보조금...한26조 vs 중 562조

중, '3단계 반도체 굴기'

제조기반부터 국산화까지

10년간 단계별 대대적 투자

SMIC.CXMT.비런테크

중정부, 대주주로 직접 지휘

중국이 반도체 굴기에 성공하고 있는 가장 큰 이유는 중국 정부가 막대한 보조금을 뿌리고 있는 데다

배후에 거대한 정보기술(IT) 산업이 존재하서다.

중국이 반도체 산업에 치고 들어온 것은 2000년대로 거슬러 올라간다.

개발도상국에서 글로벌 제저 중심지로 부상한 중국의 고심은 커지는 수입액이었다.

IT, 제품 수출이 늘더라도 반도체.석유 수입이 비례해 증가했다.

중국 정부는 이후 3차례에 걸쳐 반도체에 대대적인 투자를  단행했다.

시깉는 크게 1기 반도체 제조 기반 구축(2014년) 2기 첨단 공정 맟 설계 육성(2019년)

3기 번도체 장비.소재 국산화(2024년)로 구분한다.

중국 정부가 추진한 반도체 투자의 큰 특징은 대규모 펀드 조성이다.

중국 정부는 1기 1387억위안, 2기 2042억위안, 3기 3440억위안 등 총 6869억위안(약 136조원)을 자본금으로 조성했다.

중국 정부는 자본금을 토대로 은행 대출, 민간 투자, 기업 자체 투지를 포함해 총 투자금 2조8311억위안(약 562조원)을 일으켰다.

이는 곧바로 반도체 생태계 확산으로 이어졌다.

오종혁 대외경제정책연구원 전문연구원은 '반도체 공정이 고도화할수록 팹(시설) 건설 때 소요죄는 금액이 급증한다'면서 '28nm(나노미터) 공정에는 약 23억달러가 필요하다'고 말했다.

민간에서 부족한 자본을 중국 저웁가 채운 것이다.

파으드리 기업 SMTC가 2000년 CXMT와 YMTC가 각각 2016년에 설립된 것은 우연이 아니다.

2019년 이루 중국판 엔비디아로 불리는 비런테크놀로지가 탄생하고, 엔비디아와 AMD를 견제하려는 무어스레드를 비롯한

AI.그래픽처리장치(GPU) 펩리스 기업이 잇달아 등장한 것 역시 정부 정책과 맞물려 있다.

특히 작년에 시작한 3기부터는 극자외선(EVU) 노광 장비 국산화, HBM.AI반도체 집중 투자 등을 목표로 하고 있다.

장비와 AI 반도체 설계는 한국의 진입이 더딘 분야다.

이 과정에서 중국 정부는 대주주로 서 사실상 반도체 기업을 담당한다.

3기 투자기금 대표를 중국 공업정보화부(한국의 산업통상자원부) 부국장 출신인 장신이 맡고 있는 것이 단적인 사례다.

오 전문연구원은 '중국은 반도체 투자기금을 통해 반도체 기업의 모회사와 지주회사 지분을 각각 20%, 30% 취득하고 있다'면서 '파운드리 기업인 SMIC는 2004년 정부 관련 지분이 15% 미만이었지만, 이후 반도체 투자기금 등을 활용하면서

2018년에는 45% 확데됐다'고 설명했다.

중국의 이러한 막대한 투자는 한국과 크게 대비된다.

지난해 한국 정부는 향후 26조원을 투자한다고 밝혔지만, 이 가운데 17조원은 저리 대출 프로그램이다.                  이상덕 기자