일본도 해냈는데 “한국은 뒷걸음질”… 잘나가던 삼성·SK ‘올스톱’, 무너지는 반도체 강국

삼성·SK 발목 잡힌 사이
미국·일본은 EUV로 질주
정부 지원 차이, 기술 격차로 이어져

국내 반도체 업계에 위기감이 커지고 있다.

미국과 일본이 정부 주도로 차세대 반도체 장비를 자국 연구기관에 속속 도입하는 가운데, 한국은 구세대 장비 도입에 그치고 있어 반도체 기술 패권 경쟁에서 뒷걸음질친다는 우려가 커지고 있다.

미국·일본은 EUV 확보로 ‘기술 독립’

미국 국가반도체기술센터(NSTC)는 지난달 뉴욕 올버니 나노테크 단지에 극자외선(EUV) 노광장비 반입을 마쳤다.

6조 8000억 원을 투입해 만든 이 연구소는 반도체 관련 기업들이 연구개발(R&D)을 수행하는 데 필요한 기반과 자원을 제공하는 역할을 맡았으며 애플, 엔비디아, 마이크론 등 주요 기업을 회원으로 두고 있다.

EUV 장비는 10나노미터 이하의 초미세 반도체 회로 구현에 반드시 필요한 핵심 설비다. 네덜란드 ASML이 독점 생산하며, 장비 한 대당 2000억원이 넘고 유지비만 연간 300억 원에 달한다.

장비가 워낙 고가인 탓에 한국에선 삼성전자, SK하이닉스 같은 대기업만 보유하고 있고, 중소 소부장 업체들은 벨기에 아이멕(IMEC) 같은 해외 연구소를 찾아가 테스트를 해야 하는 실정이다.

NSTC는 이러한 기술 의존을 끊고 미국 내 기술 자립을 위해 만들어졌으며 5000억원 이상이 투입되는 차세대 ‘하이 NA EUV’ 장비 도입도 추진 중이다.

이는 시스템 반도체의 2나노 이하 공정에 사용되는 최첨단 장비로 기술력에서 한 발 더 앞서가겠다는 의지가 반영됐다.

일본도 발 빠르게 대응하고 있다. 일본 정부는 자국 연구기관인 AIST에 EUV 장비를 갖춘 연구시설을 2027년까지 구축할 계획이며, 인텔과의 공동 연구도 진행 중이다.

기술력 확보는 물론, 장비 국산화를 통해 다시 한 번 소재·부품·장비 강국의 입지를 다지려는 시도다.

한국, ‘구세대 장비’로 경쟁하나

한국 정부도 2년 전 ‘한국형 아이멕’을 만들겠다고 공언했지만, 실질적 진전은 거의 없다.

SK하이닉스와 함께 추진 중인 ‘트리니티 팹(미니팹)’은 EUV 장비가 아닌 불화아르곤(ArF) 이머전 장비 도입에 그치고 있다. 이는 업계에서 가장 많이 쓰이는 장비지만, 5나노 이하 공정 구현에는 한계가 있다.

업계에서는 “국산 장비만으로 R&D를 하다 보면 글로벌 경쟁력에서 밀릴 수밖에 없다”는 우려가 나온다. 실제로 트리니티 팹의 전체 장비 구입 예산은 3000억원 수준으로, EUV 장비 한 대 가격에도 못 미친다.

결국 국내 기업들은 해외 EUV 장비를 활용해야 하는데, 회비와 이용료, 거리 문제로 중소·중견 기업에겐 사실상 불가능한 일이다.

한 반도체 기업 관계자는 “EUV 없이 제품 품질 검증 자체가 어렵다. 정부가 기술 경쟁력 강화를 위해 전폭적인 투자를 해야 한다”고 지적했다.

미·중 패권 싸움에 한국 낀 꼴

미국 정부가 자국 장비의 중국 반입을 제한하는 움직임을 보이면서, 삼성과 SK하이닉스는 또 다른 위기에 놓였다.

로이터통신에 따르면 미국 상무부는 최근 삼성, SK, TSMC에 중국 공장에서 미국산 장비 반입 제한 가능성을 통보했다.

삼성과 SK는 그간 ‘신뢰할 수 있는 기업’으로 인정받아 미국산 장비 반입에 예외를 적용받았지만 지정이 철회될 경우 첨단 공정 전환에 큰 차질이 불가피하다.

삼성은 현재 시안 공장에서 286단 낸드플래시로의 전환을 추진 중인데, 이 과정에는 미국 장비가 필수다.

업계에 따르면 증착·식각 등 반도체 제조의 핵심 공정 대부분은 미국 기업들이 장악하고 있다.

어플라이드 머티어리얼즈는 증착, 램리서치는 식각, KLA는 계측·검사 장비에서 글로벌 점유율 1위를 기록 중이다. 이들 기술 없이 고부가가치 반도체 생산은 어렵다는 말이다.

한 업계 전문가는 “반도체 산업은 사실상 미국 기술과 장비 위에서 작동한다. 수출 규제가 현실화되면 한국 기업들은 생산 전략부터 다시 짜야 할 것”이라고 밝혔다.

국산화 없이는 미래도 없다

현재 국내 반도체 장비의 국산화율은 20% 수준에 불과하며, 특히 EUV 장비는 전량 수입에 의존하고 있다.

2019년 일본의 소재 수출 규제처럼, 언제 어떤 형태의 무역 장벽이 다시 등장할지 모른다는 점에서 기술 자립의 필요성은 더욱 커지고 있다.

업계는 EUV 장비의 국산화가 실현될 경우, 수입 대체뿐만 아니라 국내 일자리 창출과 산업 경쟁력 강화에도 큰 효과를 기대하고 있다.

미국과 일본이 기술과 장비 자립에 속도를 내는 지금, 한국도 정부 차원의 전략적 투자가 시급하다는 목소리가 힘을 얻고 있다.

한국이 반도체 산업의 경쟁력을 유지하기 위해서는 기술 확보뿐 아니라 이를 뒷받침할 인프라와 장비 체계를 갖추는 데에도 집중할 필요가 있다.

‘반도체 강국’이라는 타이틀을 유지하기 위해서는 보다 현실적인 접근과 구체적인 실행이 필요하다.