미국 상무부 산업안보 차관인 제프리 케슬러는 최근 의회에서 발표했다. 2025년까지 중국의 화웨이가 20만 개 이상의 첨단 AI 칩을 제조할 능력이 없다는 것이다. 이는 회사 자체 수요보다 훨씬 낮은 수치인데, 케슬러는 ‘중국이 빠르게 따라잡고 있으며, 우리에게 잘못된 안도감을 가져서는 안 된다’고 강조했다.
2025년 6월 13일, ARPU의 보도에 따르면, 이는 글로벌 기술 경쟁의 핵심에 다가가는 역설이다. 중국이 경쟁력 있는 칩을 설계할 수 있다는 것을 입증하고 있지만, 최첨단 기술로 대량 생산할 능력은 심각하게 제한되어 있다. 이는 자원이나 의지의 문제가 아니라, 글로벌 공급망의 몇 가지 ‘좁은 길목’ 때문이다.
화웨이의 새로운 칩은 NVIDIA에게 위협이 되는가? 설계와 성능 면에서 그렇다. 화웨이의 Ascend 시리즈 AI 프로세서는 특히 910B와 910C가 중국에서 NVIDIA의 제한된 제품에 대한 신뢰할 만한 대안으로 부상했다. 화웨이는 심지어 CloudMatrix 384와 같은 전체 데이터 센터 랙 시스템을 출하하기 시작했으며, 수백 개의 이러한 칩들을 연결할 수 있다. 비록 이 시스템들이 NVIDIA의 최신 제품보다 전력 효율이 떨어지지만, 화웨이의 칩 설계 역량이 뛰어나다는 것을 보여준다. NVIDIA의 CEO 젠슨 황도 화웨이를 ‘세계에서 가장 가공할 만한 기술 회사 중 하나’라고 언급했다. 문제는 설계도가 아닌 제조회사다.
왜 더 많은 제조가 어려울까? 반도체 제조의 매우 전문화된 세계에서의 이유가 있다. NVIDIA와 AMD를 포함한 대다수의 선도적인 칩 설계사들은 ‘팹리스’—칩은 설계하지만 실제 생산은 ‘파운드리’라고 하는 전용 제조업체에 아웃소싱한다. 이 분야의 부인할 수 없는 왕은 글로벌 파운드리 시장의 60% 이상을 지배하고 있으며, 가장 진보된 공정(예: 3nm와 2nm)의 더 지배적인 점유율을 가진 대만 반도체 제조 회사(TSMC)다.
최첨단 제조 시설을 구축하는 것은 막대한 비용—최소 300억 달러—이 들며, 고수익성 있는 제조 성공률을 달성하기 위해 축적된 수십 년의 경험이 필요하다. 삼성과 인텔과 같은 경쟁사들은 TSMC의 생산능력을 따라잡기 위해 수십억 달러를 투자했지만, 아직까지 규모와 효율성 면에서 뒤처져 있다.
중국에는 TSMC가 필요하다. 어떤 문제가 있을까? 미국의 수출 통제이다. 미국은 중국 기업들이 첨단 제조에 접근하는 것을 방지하기 위해 TSMC가 화웨이와 같은 중국 기업을 위해 첨단 칩을 생산하지 못하도록 사실상 차단했다. 이는 중국이 국내 선두 주자인 Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC)에 의존하게 만든다. SMIC는 7나노미터 칩을 생산했다고 알려져 있지만, TSMC보다 몇 년 뒤처져 있다. 특히 SMIC는 현대 칩 제조에 필요한 가장 기본적인 도구를 얻는 데도 차단되어 있다.
이 중요한 도구는 무엇인가? 반도체 세계의 궁극적인 좁은 길목은 포토리소그래피 기계이며, 가장 진보된 버전에 대한 전 세계적 독점권을 가지고 있는 한 회사는 네덜란드의 ASML이다. 이 차량 크기의 기계는 극자외선(EUV) 빛을 사용해 상상할 수 없을 정도로 작은 회로를 실리콘 웨이퍼에 새긴다. 그것들은 ‘인간이 제작한 가장 복잡한 기계들 중 하나’라고 한 분석가는 표현했다. EUV 기계는 1억 달러 이상의 비용이 들 수 있으며, 차세대 ‘High-NA’ 모델은 거의 4억 달러에 달한다.
ASML의 EUV 기계 없이는 가장 진보된 칩(5nm 이하)을 효율적이고 높은 수율로 대량 생산하는 것이 사실상 불가능하다. 미국의 압박 덕분에 네덜란드 정부는 ASML이 EUV 시스템을 중국에 판매하기 위한 수출 허가를 내주지 않는다. 따라서 SMIC와 같은 파운드리는 덜 진보된 칩을 제조하거나 더욱 진보된 것을 복잡하고 비용이 많이 들며 낮은 수율의 다중 패터닝 기법으로 만드는 DUV 기술에 의존하고 있다. 이것이 화웨이의 첨단 AI 칩 생산량을 회사의 필요보다 훨씬 낮게 제약하는 물리적 장벽이다.
중국이 자체적으로 리소그래피 기계를 만들 수 있을까? 중국은 확실히 시도하고 있다. 정부는 이를 위한 노력을 지원하기 위해 수십억을 투입하고 있으며, SiCarrier와 같은 회사들이 ASML의 도구에 대한 국내 대안을 개발하기 위해 노력하고 있다. 그러나 이는 막대한 도전이다. ASML의 성공은 수십 년의 연구 개발과 같은 독일의 Zeiss에서 제조되는 초정밀 거울과 같은 특수 구성 요소의 복잡한 글로벌 공급망의 결과였다.
중국이 자체 리소그래피 기술을 개발할 수 있다 하더라도, 전문가들은 최첨단에서 ASML을 따라잡기까지는 10년 이상이 걸릴 것으로 보고 있다. 그때까지 화웨이의 칩 설계가 아무리 뛰어나더라도, 첨단 AI 프로세서에 대한 생산 능력은 이 회사가 접근할 수 있는 제조 기술에 의해 결정될 것이다—이것은 미국이 전략적으로 조임 고삐를 놓지 않는 좁은 길목이다.
