AI 시대를 빚는 빛, 반도체 패권의 열쇠 ‘노광장비’
우리가 매일 쓰는 인공지능(AI) 서비스의 심장은 눈에 보이지 않는 아주 작은 반도체 칩입니다. 그런데 이 최첨단 칩을 찍어내는 핵심 장비는 네덜란드 아인트호벤의 한 기업, ASML에서만 만든다는 사실을 알고 계셨나요?
장비 한 대 가격이 무려 5,000억 원에 달하는 이 거대한 기계는, 이제 단순한 생산 설비를 넘어 AI 시대 국가 경쟁력을 좌우하는 ‘전략 자산’으로 떠올랐습니다. 지금 이 순간에도 이 ‘빛의 마법’을 둘러싼 보이지 않는 전쟁이 치열하게 전개되고 있습니다.
1. 절대 강자, ASML의 EUV
반도체는 실리콘 웨이퍼 위에 빛을 쏘아 미세 회로를 새겨 넣는 ‘노광(리소그래피)’ 과정으로 탄생합니다. 회로를 얼마나 더 촘촘하게 그리느냐에 따라 성능이 결정되죠. ASML이 독점하는 극자외선(EUV) 노광장비는 현존 인류 기술의 최고봉으로 평가받습니다.
진공 챔버 안에서 초당 5만 개의 주석 방울을 레이저로 두 번 타격해 태양 표면보다 40배 뜨거운 플라즈마를 만들고, 여기서 방출된 극자외선을 완벽한 다층 거울로 반사해 회로를 새긴다―영화 같은 장면이 실제 공정입니다.
이처럼 복잡하고 정교한 기술을 따라 할 곳은 없습니다. 삼성전자·SK하이닉스·TSMC·인텔 등 세계 최고 반도체 기업 모두 ASML 장비에 의존합니다. ASML이 재채기만 해도 글로벌 반도체 산업이 감기에 걸린다는 말이 과장이 아닙니다.
2. 거대한 추격자, 중국의 ‘자력갱생’
ASML의 독점은 곧 지정학적 무기입니다. 미국은 중국의 AI 굴기를 견제하며 네덜란드 정부를 압박해 EUV 장비의 대중 수출을 차단했습니다. 답답해진 중국은 두 갈래 전략으로 돌파구를 찾습니다.
멀티패터닝: 구형 장비로 동일 면적을 여러 번 노광해 미세 공정을 흉내 내는 방식. 공정 시간·비용이 늘지만 당장 가능한 대안입니다.
자체 개발: 천문학적 투자를 통해 EUV급 장비를 직접 만들겠다 선언했지만, ASML 생태계를 구성하는 5,000여 개 전문 부품·소재 기업망을 새로 꾸려야 하는 난제가 남아 있습니다.
전문가들은 중국이 EUV 수준을 달성하려면 상당한 시간이 필요하다고 진단합니다.
3. 과거 명가의 역공, 일본 캐논의 ‘나노임프린트’
한때 노광장비 강자였던 일본 캐논은 완전히 다른 해법으로 승부수를 띄웠습니다. 나노임프린트 리소그래피(NIL) 기술입니다.
방식: EUV가 빛으로 회로를 ‘그린다면’, NIL은 회로 패턴이 새겨진 ‘도장’을 웨이퍼에 직접 ‘찍어낸다’는 발상.
장점: 레이저·거울 시스템이 없어 장비가 작고 가격이 싸집니다.
숙제: 작은 먼지 하나로도 불량률이 급상승하고, 수십 개 층을 나노미터 단위로 정렬(어라이먼트)하기가 매우 까다롭습니다. 시간당 웨이퍼 처리량도 EUV에 못 미쳐 대량 생산에는 아직 한계가 있습니다.
캐논은 불량에 비교적 관대한 메모리 반도체 시장을 테스트베드 삼아 기술 완성도를 끌어올린 뒤 로직 공정으로 확장하겠다는 전략입니다.
보이지 않는 전쟁, 한국의 선택은?
ASML의 독주, 중국의 추격, 일본의 역발상. 이 ‘노광장비 삼국지’는 결코 먼 나라 이야기만이 아닙니다. 메모리 반도체 1위를 자부하는 대한민국도 생산 공정의 핵심 열쇠는 네덜란드 손에 있습니다.
공급망 안정성: ASML 장비 수급 차질은 곧바로 국내 반도체 생산 차질로 직결됩니다.
초격차 기술: EUV 이후 차세대 노광 기술(하이 NA EUV·멀티빔·NIL 등)까지 선제 확보해야 ‘패권 전환’의 변곡점을 선점할 수 있습니다.
AI 시대로 향하는 문은 이미 활짝 열렸습니다. 이제는 ‘빛’을 다루는 전략이 국가·기업의 운명을 가릅니다. 보이지 않는 전쟁터에서 한국이 다시 한 번 기술 초격차를 증명할 수 있을지 주목해야 할 때입니다.
