포토마스크가 없다"…중국 반도체 굴기·AI 반도체 개발 영향

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"포토마스크가 없다"…중국 반도체 굴기·AI 반도체 개발 영향
지난해 기준 중국 팹리스 3243개사…전년比 15.4%↑
中 일부 팹리스, 추가 비용 지불하며 납기 단축 요구
토판·DNP 등 기업 포토마스크 업황 강세 지속 전망
국내 블랭크마스크 기업 에스앤에스텍 호실적 기록

21일 업계에 따르면 포토마스크 기업 토판, 포트로닉스, 일본 다이닛폰인쇄(DNP) 등의 공장 가동률이 100% 수준을 유지 중이다. 특히 일부 중화권 팹리스와 파운드리 기업들은 추가 비용까지 지불하며 납기 단축을 요구하고 있는 상황이다.

포토마스크는 반도체 노광공정에 필요한 핵심 부품으로 일종의 회로도다. 고순도 쿼츠를 가공해 만든 블랭마스크 위에 반도체 회로 패턴을 새기는 방식으로 만든다. 필름카메라의 필름과 유사하다. 포토마스크는 상이 맺힌 필름, 블랭크마스크는 필름의 역할을 한다. 포토마스크에 새겨진 패턴은 노광 장비를 통해 웨이퍼에 형상화시킨다. 공정에 따라 다르지만 극자외선(EUV) 공정에서는 수십 개의 포토마스크가 필요하다. 업계에서는 이를 세트라고 부른다.

포토마스크의 경우 선폭이 미세화될수록 사용량이 증가한다. 레거시 공정에서는 30개 정도의 포토마스크가 사용됐다면, 선단 공정에서는 70~80개 정도의 포토마스크가 필요하다. 선단 공정용 포토마스크의 경우 미세 패턴을 새겨야 해 제작에 더 오랜 시간이 소요된다.

중국의 반도체 굴기도 포토마스크 공급 부족의 주된 요소다. 미국의 대중 반도체 제재가 본격화되면서 중국 팹리스(지난해 기준 3243개사) 기업과 파운드리 기업은 폭발적으로 늘었다. 중국 파운드리 기업 SMIC의 심자외선(DUV)을 통한 7nm 공정 상용화도 포토마스크 부족을 가속화시킬 수 있다. DUV를 통해 7nm 공정을 진행하면 일부 패터닝 과정에서 극자외선(EUV) 공정 대비 3~5배가량의 포토마스크를 사용해야 한다. EUV 공정과 비교해 파장이 길어 멀티 패터닝 과정이 필요하기 때문이다.

마지막은 AI 반도체 개발 기업의 증가다. 챗 GPT 등 AI 서비스가 본격 상용화되면서 다양한 기업들이 AI 반도체 개발에 뛰어들었으며, AI 반도체 개발에 도전하는 스타트업들도 다수 등장했다. 이 기업들은 엣지용 AI 반도체부터 서버용 AI 반도체까지 다양한 반도체들을 개발 중에 있다.
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