중국 EUV 광원 시제품 상하이서 공개…양산까지는 3~5년 더 걸릴 전망

광원 시제품, 대중에 공개되다

상하이 스타트업 랑다오쑤이옌은 제26회 중국국제공업박람회에서 극자외선(EUV) 광원 시제품을 선보이며 부품의 90%가 중국산이라고 밝혔다. 다만 양산까지는 3~5년이 더 걸릴 것으로 내다봤다. 2026년 10월 보도에서 소개된 이번 전시는 초미세 회로 패턴을 인쇄하는 데 쓰이는 빛을 만드는 장비, 즉 중국의 첨단 반도체 제조 노력 중 구체적인 한 부분을 대중에 공개했다.

전시품은 노광 장비의 핵심 부품인 EUV 광원이다. 완전한 장비를 갖추려면 정밀 광학계와 실리콘 웨이퍼의 위치를 조정하는 스테이지, 진공 시스템, 이들 부품이 함께 작동하도록 제어하는 장치도 필요하다. 랑다오가 제시한 일정은 광원 개발에 관한 것으로, 직원들은 출력 향상과 장시간 안정 운전을 앞으로 해결해야 할 주요 과제로 꼽았다.

회사 관계자들은 시제품을 칩 노광 시험에 사용할 수 있다고 밝혔다. 회사가 제시한 제품 사양에 따르면 저출력 플린트나노 시스템의 EUV 출력은 15와트를 넘고, 연속 운전 시간은 100시간 이상이다. 공개된 시제품의 독립 시험 결과나 구체적인 노광 결과는 공개되지 않아 실제 칩 제조 시험에서의 성능은 아직 불확실하다.

중국 반도체 제조업체들은 수출 규제로 네덜란드 공급업체 ASML의 EUV 노광 장비를 구매할 수 없어 이번 개발은 중요하다. 국산 광원은 장기적으로 대체 공급망을 뒷받침할 수 있다. 현재 상하이 전시는 이처럼 까다로운 핵심 부품 중 하나를 개발하는 신생 기업의 모습을 보여주며, 회사 자체 전망에도 수년간의 엔지니어링 작업이 포함돼 있다.

상하이에서 공개된 것은 무엇인가?

랑다오의 시제품은 박람회 혁신기술관 내 상하이 전시장 한쪽에 소박하게 자리했다. 투박한 외관이 눈길을 끌었고, 직원들은 공식 언론 인터뷰를 사양했다. 다른 전시 보도에는 회사 관계자들의 기술 설명이 담겼으며, 여기에는 국산 부품 비중과 예상 생산 일정에 관한 주장이 포함됐다.

랑다오는 상하이기술혁신센터의 초청으로 박람회에 참가했다고 밝혔다. 직원들은 중국 팀이 EUV 광원 개발에 나섰다는 사실을 알리고, 시간이 필요한 개발 과정에 인내심을 가져 달라는 뜻에서 전시에 참여했다고 설명했다.

노광은 빛에 민감한 코팅이 된 실리콘 웨이퍼에 패턴을 비추는 공정이다. 이후 제조 단계에서 이 패턴은 전자 회로의 일부가 된다. EUV 광원의 파장은 약 13.5나노미터로, 적합한 장비를 사용하면 매우 미세한 패턴을 인쇄할 수 있다. 그러나 빛을 만드는 것은 시작에 불과하다. 장비는 빛을 정확히 보내고 일관된 노광을 구현해야 한다.

공개된 사양

구체적인 사양이 가장 많이 공개된 제품은 랑다오의 저출력 시스템 플린트나노 LPP-OXXO다. 회사는 플린트나노 제품군이 제품 개발 및 상용화 단계에 있다고 설명했다. 고출력 플린트마이크로-LPP 제품군은 원리 및 타당성 검증을 마쳤다고 밝혔다.

랑다오가 제시한 사양은 다음과 같다.

• 1,000와트 정격 구동 레이저, 작동 주파수 1~20킬로헤르츠.
• 변환 효율 2% 초과, EUV 출력 15와트 초과.
• 연속 운전 시간 100시간 초과.
• 플라스마 크기 60마이크로미터.
• 플라스마 안정도는 RMS 기준 3% 이내, 에너지 출력 안정도는 5%.

와트는 전력, 즉 에너지가 전달되는 속도를 나타낸다. 1,000와트 레이저 정격은 구동 레이저가 공급하는 전력을 뜻하고, EUV 출력 정격은 시스템이 만들어내는 유효 광량을 뜻한다. 공정의 서로 다른 단계를 나타내는 수치다. 킬로헤르츠는 반복 주파수 단위로, 1킬로헤르츠는 초당 1,000회에 해당한다.

RMS 안정도 수치는 일정한 측정 기간의 변동 폭을 요약해 나타낸다. 반도체 제조업체가 실질적으로 중요하게 보는 것은 각각의 노광에서 충분히 일정한 양의 빛이 조사되는지 여부다. 변동이 있으면 웨이퍼 코팅에 회로 패턴을 얼마나 정확하게 형성하는지에 영향을 줄 수 있다.

빛을 만드는 방식

랑다오는 레이저 생성 플라스마(LPP) 방식의 광원을 개발하고 있다. 이 방식은 강력한 레이저로 미세한 주석 방울을 쏘아 매우 뜨거운 플라스마를 만들고, 여기서 EUV 광을 방출하게 한다. 플라스마는 원자에서 전자 일부가 떨어져 나온 물질 상태다. 집광 거울이 방출된 빛의 일부를 모아 노광 시스템으로 보낸다.

ASML의 상용 EUV 장비도 LPP 광원을 사용한다. 어려운 엔지니어링 과제는 공정을 반복적으로 정확하게 구현하고, 유효 광량을 충분히 모으면서 플라스마가 민감한 장비에 미치는 영향을 막는 것이다. 주석 방울을 안정적으로 공급하는 장치와 강력한 구동 레이저, 내구성 있는 집광 거울이 모두 함께 작동해야 한다.

랑다오의 사업 영역에도 이러한 개발 과제가 반영돼 있다. 회사는 EUV 광원과 함께 고출력 이산화탄소 레이저와 플라스마 시뮬레이션 소프트웨어도 개발한다고 소개한다. 레이저는 구동 장치를 제공하고, 시뮬레이션 소프트웨어는 엔지니어들이 플라스마의 거동을 살펴보고 작동 조건을 조정하는 데 도움을 준다.

중국의 연구개발에는 레이저 유도 방전 플라스마, 가속기 기반 광원 등 다른 방식도 포함된다. 이들 프로젝트는 각각 별도의 개발 일정을 갖고 있다. 랑다오는 광원의 양산까지 3~5년이 걸릴 것으로 공개적으로 전망했다.

출력과 수명이 중요한 이유

상용 EUV 시스템은 수백 와트의 광원을 필요로 하며, 집약적인 제조 과정에서도 안정적으로 작동해야 한다. 랑다오가 공개한 15와트 초과 출력은 저출력 시스템에 해당하는 사양이다. 공장에 도입하려면 장비의 안정성을 유지하면서 유효 광량을 늘려야 한다.

사용 가능한 광량이 늘면 노광 장비가 웨이퍼를 더 빠르게 처리할 수 있다. 이는 공장에서 처리할 수 있는 웨이퍼 수와 노광당 비용에 영향을 준다. 안정성도 그에 못지않게 중요하다. 장비가 멈추면 생산이 지연되고, 강력한 광원의 가치도 떨어질 수 있다.

집광 거울은 에너지가 높은 플라스마 가까이에서 작동하기 때문에 특히 까다로운 부품이다. 주석 방울 생성 장치도 정해진 위치에 정해진 시점마다 방울을 공급해야 한다. 어느 한쪽 공정에 작은 변화만 생겨도 웨이퍼에 도달하는 빛의 양에 영향을 줄 수 있다.

랑다오가 밝힌 100시간 초과 운전 시간은 나흘이 넘는 수준이다. 공장 고객은 유지보수 주기와 부품 교체, 반복 운전 주기에 따른 성능에 관한 정보도 필요하다. 직원들은 남은 엔지니어링 과제로 출력과 안정성을 직접 언급했다.

국산 부품 비중 90%의 의미

회사 관계자들은 시제품 부품의 90%가 국산화됐으며 핵심 부품 대부분을 자체 개발했다고 밝혔다. 일부 수입 부품을 구하기 어렵고, 특정 분야에서는 중국산 대체품의 안정성이 아직 부족하다고도 설명했다.

랑다오는 90%라는 수치가 부품 수와 금액, 또는 다른 기준 중 무엇을 바탕으로 산출됐는지는 밝히지 않았다. 독자가 주목할 점은 대체가 어려운 부품이 무엇인지, 그 부품이 전체 시스템의 신뢰성에 어떤 영향을 미치는지다. 부품 비중은 작더라도 장시간 연속 운전에 필수적인 장비가 포함될 수 있다.

직원들은 아직 수입에 의존하는 부품을 공개하지 않았다. 이들의 설명은 엔지니어링 과제가 단일 회사의 조립 작업을 넘어 공급업체 네트워크 전반에 걸쳐 있음을 보여준다. 국산 부품의 품질은 일관돼야 하고, 안정적인 수명도 보장해야 한다.

중국 웨이퍼 공장에 성숙한 국산 광원이 도입되면 장기적으로 장비 및 교체 부품에 대한 수출 규제의 영향을 줄일 수 있다. 현재의 과제는 국산 설계 부품들을 장시간 예측 가능한 방식으로 함께 작동하는 제품으로 만드는 것이다.

반도체 업계 투자자들의 지원을 받은 스타트업

랑다오는 2024년 설립됐다. 창업자 왕하오와 팀은 칭화대학교 가스방전·플라스마연구실의 연구 성과를 바탕으로 EUV 노광 광원용 LPP 기술 개발에 집중하고 있다.

회사는 여러 차례 투자 유치를 통해 개발을 이어왔다. 투자 관련 보도에 언급된 투자사로는 워옌캐피털과 중국포춘테크캐피털이 있다. 중국포춘테크캐피털은 중국 최대 파운드리인 중신궈지(SMIC)와 연계돼 있다. 이러한 투자 유치는 스타트업을 반도체 장비와 제조업을 잘 아는 투자자들과 연결해준다.

보도된 회사 설립부터 투자 유치, 공개 전시까지의 주요 일정은 다음과 같다.

• 2024년: 랑다오가 설립돼 EUV 광원 프로젝트를 시작했다.
• 2025년 10월: 장장하이테크와 연계된 쑤이웨벤처스가 엔젤 투자를 했다.
• 2026년 1월: 회사가 추가 엔젤 투자 유치를 마쳤다.
• 2026년 7월: 랑다오가 시리즈 A 투자를 마쳤다.
• 2026년 10월: 광원 시제품이 상하이 산업박람회에서 처음 공개됐다.

투자금은 장비 확보와 인력 채용, 추가 개발에 필요한 재원이 된다. 랑다오가 제시한 일정에는 공개 이후에도 수년간의 엔지니어링 작업이 포함돼 있다. 이는 시제품 개발에 자금을 투입하는 것과 반복 생산이 가능한 산업용 제품을 공급하는 것 사이에 상당한 간극이 있음을 보여준다.

수출 통제가 국산 개발 압박 이어가

ASML은 완전한 EUV 노광 시스템을 공급하는 유일한 상업 업체다. 수출 규제로 중국에 해당 시스템을 판매할 수 없게 되면서 국산 대안 개발은 중국 제조업체들의 전략적 우선 과제가 됐다. ASML은 오늘날 장비를 뒷받침하는 오랜 산업 개발 과정의 일환으로 2013년 사이머를 인수해 광원 기술 역량을 강화했다.

중국 반도체 제조업체들은 생산에 심자외선(DUV) 장비를 계속 사용하고 있다. DUV는 EUV보다 파장이 길다. 제조업체들은 여러 차례 패터닝을 통해 복잡한 회로 패턴을 여러 공정으로 나눠 형성함으로써 해당 장비의 활용 범위를 넓힐 수 있다. 다만 공정 단계가 늘면 제조 복잡성과 비용도 증가한다.

ASML 최고경영자 크리스토프 푸케는 중국이 회사 기술 수준을 따라잡기까지 걸리는 시간에 회의적인 입장을 보여왔다. 그는 투자자 대상 전화회의에서 중국이 넘어야 할 격차를 다음과 같이 표현했다.

아주, 아주 갈 길이 멀다

랑다오가 제시한 3~5년은 자사 프로젝트의 일정을 좀 더 구체적으로 보여준다. 보도된 2026년 10월 공개 시점을 기준으로 개발이 예상대로 진행된다면 양산 시점은 대략 2029~2031년이 될 수 있다. 이는 광원에 관한 일정이다. 완전한 노광 장비를 만들려면 나머지 주요 시스템들도 이에 맞는 성능 수준에 도달해야 한다.

다른 분야의 진전으로 본 EUV 개발

중국 공급업체들은 노광 외 제조 공정에서도 입지를 확대하고 있다. 같은 시기에 선전에서 열린 반도체 전시회에서 화징칭은 이온 주입 장비를, 리더마이크로는 박막 증착 장비를 선보였다. 피오텍은 메모리 및 로직 칩용 탄소막 증착 기술을 발표했다.

웨이퍼 공장에는 다양한 종류의 장비가 필요하기 때문에 이러한 개발도 중요하다. 이온 주입은 실리콘의 특정 영역에 전기적 특성을 부여하고, 증착은 재료의 얇은 층을 더한다. 노광은 후속 공정을 이끄는 패턴을 형성한다. 이들 공정 전반에서 진전이 이뤄지면 EUV 개발이 계속되는 가운데서도 국산 장비 사용을 늘릴 수 있다.

번스타인리서치는 중국 웨이퍼 제조 장비 시장에서 국산 공급업체의 점유율이 2028년 52%에 이를 것으로 전망했다. 2026년 추정치인 28%와 비교하면 24%포인트 상승한 수치다. 이 전망의 대상은 EUV 노광보다 훨씬 넓은 장비 시장이다.

랑다오의 다음 주요 진전은 제시한 개발 기간 동안 출력을 높이고 안정적인 작동을 유지하며 노광 성능을 입증하는 데 달려 있다. 중국 인터넷 이용자들 사이에서는 이번 전시 홍보가 투자 유치와 애국심에 기대려는 것 아니냐는 의문도 제기됐다. 구체적인 운전 결과를 공개하면 잠재 고객과 투자자에게 제품 개발 상황을 더 명확히 보여줄 수 있다.

핵심 내용

• 랑다오쑤이옌이 상하이에서 EUV 광원 시제품을 공개했으며, 회사 직원들은 부품의 90%가 국산이라고 밝혔다.
• 이번 전시품은 완전한 EUV 노광 장비를 구성하는 여러 핵심 시스템 중 하나인 광원이다.
• 공개된 플린트나노 사양에는 15와트 초과 EUV 출력과 100시간 초과 운전 시간이 포함된다.
• 직원들은 양산까지 3~5년이 더 걸릴 것으로 전망했으며, 출력과 안정성을 주요 엔지니어링 과제로 꼽았다.
• 회사는 2024년 설립됐으며 중국 반도체 업계와 연계된 투자자들의 지원을 받았다.
• ASML EUV 장비에 대한 수출 규제로 중국의 국산 장비 개발 노력이 계속되고 있다.