ChangXin Memory (CXMT)는 Deep-UV (DUV) 리소그래피만을 사용하여 반도체 공정 미세화를 추진하고 있으며, 중국의 국내 칩 생태계 가속화에 따라 Extreme-UV (EUV)의 필요성을 우회하고 있습니다.

중국의 DRAM 제조사인 ChangXin Memory Technologies (CXMT)가 차세대 고급 공정을 사용한 칩 대량 생산을 시작했다. 미국 중심의 규제가 극자외선(EUV) 노광 시스템에 대한 접근을 사실상 차단하고 있는 가운데, 이 회사는 심자외선(DUV) 장비와 다층 노광 기술을 결합하여 공정 노드를 축소하고 있다. DUV 기반 다층 노광이 공정 복잡도, 비용, 수율 측면에서 명확한 한계에 직면해 있고, 자체 EUV 시스템 개발을 위한 중국의 노력이 아직 의미 있는 성과를 내지 못하고 있지만, 시장 관찰자들은 이러한 제약이 중국 반도체 산업의 광범위한 성장을 제한할 가능성은 낮다고 지적한다. 중국 기업들은 식각, 증착, 세정 및 후공정 처리를 포함한 다른 반도체 장비 분야에서 빠른 진전을 이루었다.

CXMT는 9월 20일 안후이성 허페이에서 개최된 2026 World Manufacturing Convention에서 5세대 DRAM 공정을 개발하여 대량 생산을 시작했음을 발표했다. 이 공정은 임계 DRAM 메모리 셀 구조 간의 간격을 11.95 나노미터로 축소하며, 회로 패턴을 여러 DUV 노광으로 나누는 다층 노광 기술을 사용한다. CXMT는 이 공정이 이전 세대 대비 웨이퍼당 생산되는 칩 수를 최소 50% 증가시키며, 24기가비트 저전력 DRAM (LPDDR5X) 제품 2개가 대량 생산 단계에 진입했다고 발표했다. 한 업계 소식통은 "CXMT가 공개한 50% 수치는 웨이퍼당 생산되는 칩의 총 개수를 의미하며 실제 수율 50% 개선으로 해석되어서는 안 된다"고 주의했지만, "절대적인 DRAM 생산량이 증가한다면, CXMT는 수율 확보에 어려움을 겪고 있는 4세대 고대역폭 메모리(HBM3) 같은 제품의 추가 공급 능력을 확보할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.

CXMT는 EUV 노광에 대한 미국 중심의 수출 규제로 인해 DUV 기반 다층 노광으로 방향을 틀었다. 규제는 2018년-2019년 도널드 트럼프 대통령 재임 기간에 시작되었으며, 당시 미국은 세계 유일의 EUV 공급업체인 ASML에 대한 수출 허가를 차단하도록 네덜란드 정부에 압력을 가했다. 중국은 2019년 이후 EUV 시스템을 확보하지 못하고 있다. 바이든 행정부는 2022년 10월 광범위한 수출 통제를 도입했으며, 미국 제조 장비 및 기술과 미국인에 의한 생산 지원을 제한했다. 네덜란드는 2023년 9월 ASML의 고성능 침지식 DUV 중국 수출에 정부 허가를 요구했으며, 2024년 9월에는 이를 저사양 시스템으로 확대했다. 미국은 2024년 12월 외국인 직접 제품 규칙을 강화하여 미국 기술이나 부품을 포함하는 외국 제조 반도체 장비에 대한 수출 통제를 확대했다.

종래의 노광 공정에서는 완전한 회로 패턴이 하나의 마스크에 담겨 한 번의 노광으로 웨이퍼에 전사된다. 다층 노광은 미세한 패턴을 두 개 이상의 구성요소로 나누어, 각각을 노광하고 식각한 후 최종 회로로 결합한다. 기술로는 리소-식각-리소-식각(LELE)과 자기 정렬 이중 또는 사중 패턴 형성(SADP 및 SAQP)이 있다. LELE은 초기 패턴을 노광하고 식각한 후, 첫 번째 특징 사이에 두 번째 패턴을 노광하고 식각한다. SADP와 SAQP는 먼저 맨드렐이라고 부르는 넓게 간격이 벌어진 기준선을 생성한 후, 양쪽에 얇은 스페이서층을 반복적으로 증착하고 식각하여 라인 밀도를 이중 또는 사중으로 늘린다.

그러나 공정 크기가 축소됨에 따라 다층 노광의 한계가 심화된다. 노광, 증착, 식각, 세정을 층당 여러 번 반복해야 하므로 공정 단계와 생산 시간이 상당히 증가한다. 각 패턴의 나노미터 수준 정렬이 매우 중요하며, 맨드렐 두께나 스페이서 증착 및 식각의 미세한 편차가 누적되어 최종 패턴이 의도된 위치에서 벗어난다. 이러한 문제들은 낮은 수율과 높은 생산 비용으로 이어진다.

중국은 자체 EUV 시스템 개발에 상당한 자원을 투입했다. 중국 과학원 산하의 Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics (CIOMP)는 2008년 국가 과학기술 주요 사업인 "02 Project" 하에서 EUV 노광 기술 개발을 시작했다. 2016년에는 13.5나노미터 EUV 광원을 사용하여 32나노미터 라인폭의 포토레지스트 패턴을 생성하는 소형 노광 광학 시스템을 발표했다. 역시 과학원 산하의 또 다른 기관인 Institute of Optics and Electronics (IOE)는 진공 시스템, 웨이퍼 및 마스크 스테이지, 진동 제어 및 초점 감지 기술을 확보했으며, 이는 상용 EUV 장비에 필요한 광학, 정밀 운동 및 진공 시스템의 국산화를 위한 초기 단계 연구였다.

노력은 민간 부문으로 확산되었다. 중국 최대 노광 장비 제조사인 Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE)는 2023년 3월 "EUV 방사선 생성기 및 노광 장비"에 대한 특허를 출원했으며, 2024년 9월에 공개되었다. 화웨이는 2021년 EUV 노광 시스템의 미러 및 제어 기술에 대한 특허를 출원했으며, 2022년에는 마이크로 미러를 사용하는 마스크리스 EUV 노광 기술에 대한 국제 특허를 출원했다. 이러한 출원들은 EUV 광원, 반사 광학 및 패턴 형성 방법에 걸친 핵심 기술을 대상으로 한다. 로이터는 지난 12월 "중국이 2025년 1월 선전의 보안 시설에서 자체 EUV 노광 시스템의 시제품을 완성하고 테스트를 시작했다"고 보도했다. 여러 소식통에 따르면, 이 시스템은 전직 ASML 엔지니어들이 ASML의 EUV 플랫폼을 역설계하여 개발했으며 시설의 거의 한 층 전체를 차지하고 있다.

Shanghai Aishengna는 2026년에 국내 노광 개발팀을 통합하여 DUV 장비 생산을 추진하고 있으며, 연간 5개 시스템의 산출을 목표로 하고 있고, 2027년까지 연간 20개 시스템의 생산 증가를 계획하고 있다.