중국은 첨단 반도체 공정을 가질 수 있을까?
중국의 반도체 전략은 한 문장으로 요약하면 미국의 첨단 규제를 피해 레거시(범용) 시장을 장악하고, 내부적으로는 기술 독립을 가속화하는 투트랙 전략이다.
미국의 강력한 수출 규제 속에서도 중국이 어떻게 생존하고 확장하고 있는지 핵심 전략 4가지를 분석해 보자.
1. 레거시 (Legacy) 반도체의 물량 공세
첨단 미세 공정 (7nm 이하)이 막히자, 중국은 가전, 자동차, 산업 기기에 쓰이는 28nm 이상의 범용 반도체 시장으로 눈을 돌렸다.
중국의 레거시 반도체 시장 점유율은 2026년 기준으로 39~40%에 육박하며 세계 최대 생산국으로 자리 잡았다.
전 세계 가전과 자동차 산업이 중국산 범용 칩 없이는 돌아가지 않는 구조를 만들어 서방이 규제에 대항하는 역설적인 지렛대로 활용하고 있다.
2. 반도체 국산화 50% 강제와 자급률 제고
중국 당국은 자국 기업들에게 강력한 국산화 가이드를 제시하고 있다.
최근 중국 정부는 자국 반도체 기업들이 라인을 증설할 때 국산 장비를 50% 이상 사용하도록 요구하고 있다.
목표는 50% 이지만 현실적으로는 약 21~23% 수준에 머무르고 있다.
실제 체감되는 국산 부품 채택률은 정부의 보조금과 압박 덕분에 가파르게 상승 중이다.
3. 반도체 대기금 (Big Fund)을 통한 무한 수혈
단기 수익보다 20~30년 뒤의 기술 독립을 목표로 실패를 용인하는 장기 투자를 이어가고 있다.
규제의 상징이었던 화웨이가 26년 현재 자체 설계 칩(기린 시리즈 등)과 파운드리 협력을 통해 첨단 스마트폰 시장에 안착한 것은 중국 반도체 전략의 승리로 평가받는다.
4. 제3의 길 : 첨단 패키징과 화합물 반도체
미세 공정의 한계를 극복하기 위해 기존과 다른 기술 경로를 택하고 있다.
칩렛 및 첨단 패키징 : 아주 작은 공정으로 칩을 만드는 대신 여러 개의 칩을 효율적으로 이어 붙여 성능을 높이는 기술에 집중 투자하고 있다.
전기차와 에너지 산업에 필수적인 차세대 반도체 분야에서는 이미 세계 최고 수준의 경쟁력을 확보하여 서방과 대등하게 경쟁 중이다.
중국은 첨단은 버티고 범용은 막는다는 전략이지만 최첨단 공정을 언제까지 막을 수는 없다.
그렇지만 중국이 초미세 첨단 공정을 가질 가능성에 대해서는 제조에는 성공할 수 있으나, 경제성과 성능 면에서 서방과 격차가 더 벌어지는 고비용 저효율의 한계에 직면해 있다.
5nm 공정에 진입했지만 손익이 나지 않는 구조이다.
중국 최대 파운드리인 SMIC는 2025년 말부터 5nm급 반도체 양산에 성공했다.
이는 화웨이의 최신 스마트폰 칩에 탑재되며 전 세계를 놀라게 했다.
미국의 규제로 극자외선 장비를 구할 수 없게 되자 구형인 DUV 장비로 여러 번 회로를 그리는 멀티 패터닝 방식을 사용했다.
이 방식은 공정 단계가 너무 많아져서 수율이 매우 낮고 제작 비용은 TSMC보다 2~3배 비싸다.
만들 수는 있지만, 팔수록 손해인 구조이다.
3nm 이하 공정의 벽은 EUV 없이는 사실상 한계이다.
대만과 TSMC와 삼성전자가 2nm 경쟁을 벌이는 상황에서 중국이 3nm이하로 내려가기는 매우 어렵다는 것이 중론이다.
3nm 이하부터는 회로가 너무 세밀해져서 DUV 장비로는 물리적 한계에 부딪힌다.
네덜란드 ASML의 EUV 장비 없이는 성능과 전력 효율을 맞추는 것이 불가능에 가깝다.
중국 SMEE 등이 독자 노광장비를 개발 중이지만, 26년 현재 국산화율은 여전히 한 자릿수에 머물고 있으며 첨단 공정에 쓰기에는 정밀도가 크게 떨어진다.
중국이 7nm에서 5nm로 한 발짝 나아가는 동안, 미국과 대만 연합은 대만 연합은 훨씬 더 빠른 속도로 도망하고 있다.
화웨이의 최신 AI 칩 성능은 엔비디아 최신 칩 성능의 약 5~6% 수준에 불과하다.
하드웨어를 겨우 만들어도 이를 구동할 소프트웨어 생태계가 서방에 종속되어 있어 중국산 칩으로 대규모 AI 모델을 학습시키기에는 효율이 너무 낮다.
결론적으로 첨단 반도체 공정은 글로벌 가치 사슬 없이 하나의 국가가 만들어 낼 수 있는 수준의 기술이 아니며 세분화와 전문화가 결집된 영역으로 발전되어 있는 상태로 보인다.