[고영화의 중국반도체] <8> 중국 반도체소재, 포토레지스트 국산화 난제 <上>

기사입력 : 2022년12월09일 13:41

최종수정 : 2022년12월09일 14:12

<글 싣는 순서>

1. 중국 반도체 굴기, 한국 따라잡나
2. 중국 반도체 설계 기술 현주소
3. 中 파운드리 점유율 확대와 한계
4. 후공정 세계 2위 中 2.5D/3D 패키징 육성 전력
5. 中 노광기 국산화, 반도체 굴기 '사활'
6. 中 반도체 장비 국산화 몇 년 걸릴까?
7. 中 반도체 소재, 웨이퍼 등 순조로운 국산화 여정
8. 中 반도체 소재, 포토레지스트 등 멀고 험한 국산화 난제
9. 이미지 센서 반도체 세계 3위
10. 세계를 리드하는 중국 AI반도체
11. 반도체 굴기 지탱하는 자동차 반도체 위용
12. 중국 휴대폰 반도체 놀라운 시장 규모
13. 다양한 응용 中 MCU 반도체 시장
14. 3세대 반도체 세계 1등의 꿈
15. 반도체 협력 한중 상생 방안

시리즈 <7>에서 국산화율이 높은 중국 반도체 소재 산업을 살펴보았다면, 이번에는 국산화율이 떨어지는 포토레지스트, 습식전자화학, 연마광택, 포토마스크, 스퍼터링타겟 소재 산업에 대해 살펴본다.

◆ 중국 반도체 소재 연평균 17% 성장, 국산화율은 30% 이하

SEMI의 통계에 따르면, 중국 반도체 소재 시장규모는 2021년 119억달러이고, 3년간 평균성장율은 17.0%를 기록했다. 중국 시장은 같은 기간 세계시장 성장율의 1.5배 이상 고속 성장했고, 2021년 세계 시장의 18.5% 비중을 차지하는 중요한 시장이 되었다.

하지만 최근 중국 궈타이쥔안증권(国泰君安证券)의 보고서에 따르면, 중국의 반도체 국산화율은 베어웨이퍼는 20~30%, 전자기체는 30~40%이고, 포토레지스트 5% 이하, 포토마스크 10% 이하, 연마광택 5~30%, 습식전자화학 20~30%, 스퍼터링타겟 30~40% 정도로 매우 저조하다.

특히 포토레지스트와 포토마스크 등 노광공정 관련 소재의 국산화가 거의 이루어지고 있지 않다. 이것은 이들 소재를 테스트할 수 있는 중국 국산 노광기 장비의 개발이 늦어지고 있는 것과도 무관하지 않다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 =중국 반도체 소재 분야별 국산화율 (출처: 궈타이쥔안증권(国泰君安证券), 2022.11). 2022.12.09 chk@newspim.com

◆ 포토레지스트, 50년 역사에도 불구하고 국산화율 5% 이하

포토레지스트(Photoresist)는 빛에 반응해 응고 또는 용해하는 특성이 있는 감광액(感光液)의 일종으로서, 반도체 노광공정에서 베어웨이퍼 위에 회로패턴을 그러넣는데 활용되는 소재이다.

궈타이쥔안증권(国泰君安证券)의 발표에 따르면, 2020년 세계 반도체 포토레지스트 시장은 일본 JSR 21%, TOK(도쿄오카공업) 19%, 미국 듀퐁(Dupon) 15%, 일본 신에츠(Shin-Etsu) 13%, 스미토모화학(Sumitomo) 10%, 후지필름(Hitachi Film) 9% 등 상위 6개 사가 87%를 독점하고 있다.

한편 구체적으로 광원에 따라서 살펴보면, 2020년 포토레지스트 시장은 250nm 이상 공정용 i/g-line 제품이 18%, 180-130nm 공정용 KrF가 35%, 130-14nm 공정용 ArF가 44%, 최첨단 14nm이하 공정용 EUV가 2%를 차지하고 있어, KrF/ArF 제품이 시장의 89%를 차지하는 주류 제품이다.

현재 중국에서 g/i-line 포토레지스트는 베이징커화(Kempur), 보캉화학(B&C Chem), 징루이(Jingrui) 3개사가 양산을 하고 있고, KrF제품은 베이징커화, 보캉화학 2개사가 양산 중에 있으며, 건식 ArF 제품은 난다광전(Nata)이 상용화 했고, 액침 ArF 제품은 베이징커화, 보캉화학, 상하이신양(SinYang) 등3개사가 양산을 준비 중이며, EUV제품은 유일하게 베이징커화가 중국정부의 지원을 받아 개발완료 했다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = 징루이(Jingrui)는 1976년 장쑤중학교 교내 '포토레지스트 실험실'로 출범했다(출처: 징루이 홈페이지, 2022.12). 2022.12.09 chk@newspim.com

징루이전자재료(晶瑞电材, Jingrui, 300655.SZ, 쑤저우)는 중국에서 가장 오래된 포토레지트스 기업이다. 1976년 장쑤중학교 교내 '포토레지스트 실험실'로 출범해서, 1985년에는 장쑤중학교의 출자를 받아 장쑤무선개별소자1공장 화공라인(苏州无线电元件一厂化工车间)으로 독립했다. 1993년에는 일본 제온(ZEON) 및 일본 마루베니(Marubeni)의 투자를 유치해 장쑤루이홍전자화학품(苏州瑞红电子化学品)을 설립하고, 포토레지스트 외에 초순도 습식전자화학 소재로 사업을 넓혔고, 2001년에 현재의 징루이화학(晶瑞化学)이 설립되었다. 또한 2020년 자회사 메이산징루이(眉山晶瑞)가 년1000톤 리튭배터리 용 CMC-Li염 공장을 가동하면서 크게 성장했다.

징루이의 주요제품은 포토레지스트, 초순도 시약, 기능성 소재, 리튬배터리 소재이며, 반도체, LCD, LED, 리튬전지, 태양광 산업에 공급된다. 포토레지스트는 g/i-line제품을 년100톤을 양산 중이며, KrF 및 ArF 제품을 연구개발 중이다. 올해 상반기 매출은 9.43억위안(전년대비 +9.2%)이고, 포토레지스트 비중은 14.6%밖에 되지 않는다.

베이징커화(北京科华, Kempur, 비상장)는 중국의 유일한 EUV 포토레지스트 개발기업이다. 2004년 설립되었고, 2009년 미국 멍테크(MengTech)의 투자유치를 유치해 중미합자기업이 되었다.

2020년 7월에 지분인수 33.7%를 현금 1.8억위안에 매각하고 통청신재료 (Red Avenue)의 자회사로 편입되었다. 또한 2021년 11월 업계 강자 미국 듀퐁(Dupon)과 전략협력관계를 맺고, 포토레지스트 사업을 강화했다.

g/i-line 포토레지스트 년500톤, 보조시약 년1000톤 양산시설과, KrF 포토레지스트 년100톤 양산시설을 보유하고 있다. ArF/ArFi(액침) 포토레지스트도 개발을 완료하고 고객테스트 중이며, 특히 중국정부의 "02국책과제" 중 하나인 EUV 반도체 포토레지스트 개발 프로젝트를 완료하고, 상용화 준비 중 이다.

베이지커화의 모회사 통청신재료(彤程新材, Red Avenue, 603650.SH, 상하이)는 2008년에 설립된 정밀플라스틱 제조기업으로서, 2018년 6월 상하이거래소 상장되었다. 올해 상반기 매출은 23.1억위안(전년대비 +12.8% 증가)이지만, 아직 포토레지스트 관련 매출비중은 11.7%에 불과하다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = 2021년 11월 베이징커화(Kempur)가 미국 듀퐁(Dupon)과 전략협력협약을 체결했다(출처: 베이징커화 홈페이지, 2022.11). 2022.12.09 chk@newspim.com

보캉화학(博康化学, B&C Chem, 비상장, 쉬저우)은 2001설립된 강청정밀화학공장(康成精细化工厂)의 정밀화학부분이 2010년 3월 분리되어 설립되었다. 설립 초기부터 g/i-line, KrF 등 각종 포토레지스트 개발 및 생산에 주력했고, 최근 중국정부 "02국책과제" 중 ArF 포토레지스트 개발 프로젝트를 완료하고 상용화를 추진 중이다.

보캉화학은 2020년 12월 중국의 유명 자동차 에어백 생산기업 화마오과기(华懋科技, HMT, 603306.SH)로부터 8억위안(지분 26.2%)을 투자유치하고, 2021년 8월 화웨이 산하 하보기금(哈勃基金)을 통해 3억위안(지분 9.8%)을 투자유치 했다.

2021년말 반도체용 년1100톤을 포함한 포토레지스트를 년간 총2100톤 생산할 수 있는 공장 신설을 완료하고, 올해 1월부터 양산을 시작했다. 이로써 중국 최대의 반도체 포토레지스트 공장이 되었다.

상하이신양(上海新阳, SinYang, 300236.SZ)은 중국 제일의 반도체 습식전자화학 소재기업으로서, 뒤늦게 포토레지스트 시장에 진출했다. g/i-line 및 KrF 제품을 개발완료했고, 고객검증 단계를 진행 중이다. 또한 ArF제품은 연구개발 단계에 있다.

남대광전(南大光电, Nata, 300346.SZ, 장쑤)은 전자기체(매출비중 79%) 전문 기업이지만 130-45nm용 건식 ArF포토레지스터(매출비중 4% 이하)를 제공하는 유일한 중국 기업이다. 현재 년 25톤을 시범 생산하여 일부 고객에게만 제한적으로 제공하고 있다.

이외에도, 롱다감광(容大感光, Rongda, 300576.SZ, 선전), 페이카이재료(飞凯材料, PhiChem, 300398.SZ, 상하이) 등이 오래전부터 PCB용, LCD 용 및 g/i-line용 포토레지스트를 생산하고 있으며, 고급 제품 시장 진출을 엿보고 있다.

[베이징=뉴스핌] 최헌규 특파원 = 중국 반도체 포토레지스트 공급상의 기술 개발 현황(출처: 궈타이쥔안증권(国泰君安证券), 2022.11). 2022.12.09 chk@newspim.com

◆ 습식전자화학, 종류가 너무 많아 독점이 어려워

습식전자화학 소재는 반도제 제조 과정에서 세척, 노광, 현상, 에칭 및 박리와 같은 습식 공정에 사용된다. 범용 화학 소재(산류, 알칼리류, 용매류, 예를 들어 황산, 불산, 과산화수소, 암모니아수, 질산, 이소프로판올 등)와 기능성 화학 소재(현상액, 박리액, 세척액, 에칭액 등)가 있다. 넓게 보면 포토레지스트도 습식전자화학 소재 중 하나이다.

종류가 너무 많은 관계로, 세계 시장을 독점 혹은 과점하는 기업이 존재하지 않는다. 유럽 주요업체는 독일 바스프(Basf), 머크(Merck)이고, 미국은 애슐랜드(Ashland), 아치화학 (Arch Chemicals), 하니웰(Honeywell), 에어프로덕츠(Air Products), 어벤터(Avantor Performance Materials), ATMI 등이 있다. 일본 업체에는 관동화학(Kanto), 미쓰비시화학(Mitsubishi Chemical), TDK, JSR, 스미토모화학(Sumitomo Chemical), 와코(Wako), 스텔라케미파 (stella-chemifa) 등이 있다.

<필자 약력>

베이징대학 한반도연구소 연구원
한국창업원(베이징) 원장
SV 인베스트먼트 고문
전 산업은행 베이징지점 고문
서울대 조선해양공학 학사/석사

베이징= 최헌규 특파원 chk@newspim.com

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은행·제2금융·증권사 등 보안 모두 뚫렸다 은행을 시작으로 증권사와 카드사 뿐 아니라 저축은행 등 제2금융권까지 해킹 피해가 속출하고 있다. 난공불락으로 여겨졌던 금융사 보안 체계는 외부 공격과 내부 관리 부실 앞에서 허점을 드러냈고 사고를 사전에 탐지하거나 피해를 신속히 차단하는 대응 역량도 도마 위에 올랐다. 뉴스핌은 총 4편의 기획을 통해 업권별 사고 원인과 보안 실태를 규명하고 인공지능(AI) 기반 보안체계 구축과 망분리 규제 개선 및 실질적인 제도 개선 방안 등을 모색한다. [서울=뉴스핌] 김양섭·김가희 기자 = 국내 금융권이 한 달 넘게 이어진 연쇄 해킹에 업권을 가리지 않고 뚫렸다. 지난달 1일 신한은행의 고객정보 유출 공개 이후 시중은행과 저축은행, 캐피탈사, 새마을금고중앙회로 번진 침해사고는 지난달 말 대신증권과 미래에셋자산운용, 미래에셋생명, 빗썸으로 이어졌고 한양증권에서도 유출이 확인됐다. 금융당국이 지난달 14일 집계한 침해 금융사만 16곳, 유출 정보는 약 10만건이었다. 뚫린 곳은 대부분 핵심 뱅킹망이 아닌 외곽 시스템이었다. 금융당국은 지난달 4일 사고를 세 유형으로 나눴다. 본인확인 없이 대출신청 내역 등을 조회할 수 있던 정보조회 서비스, 기기 접근통제가 빠졌거나 웹 취약점이 있던 프라이빗뱅커(PB)·기업금융 담당자(RM) 등 직원 업무지원 서비스, 이미 알려진 취약점으로 악성코드가 심어져 고객정보가 담긴 로그파일이 빠져나간 홈페이지다. 금융당국이 금융회사 555곳의 자체 보안점검 결과를 공개한 지 2주 만에 증권·보험업권에서 추가 사고가 나오면서 체크리스트 방식 점검의 실효성에도 의문이 제기된다. [AI 일러스트= 김가희 기자] ◆ 모집인 조회서비스 뚫리자 고객 정보까지…신한 2만5729명·국민 2210명 유출 4일 금융권에 따르면 이번 연쇄 해킹에서 가장 먼저 드러난 신한은행 사고는 모바일 홈페이지 'M신한'의 대출모집인용 조회 서비스에서 시작됐다. 아이디와 비밀번호만 있으면 들어갈 수 있는 서비스였다. 신한은행이 국회에 제출한 자료를 보면 공격자는 9월 28일 저녁부터 고객번호 등 입력값을 무작위로 바꿔 넣으며 조회를 반복했고 휴대전화 인증 우회도 시도했다. 8개국 인터넷 프로토콜(IP) 주소를 바꿔가며 들어왔고, 은행은 15시간26분 뒤에야 이상을 알아챘다. 유출 고객은 2만5729명이다. 이름·전화번호와 연소득, 산출 대출한도 등이 빠져나갔고 주민등록번호 66건과 연계정보(CI) 97건도 포함됐다. 금융당국은 지난달 4일 은행 4곳과 예가람·웰컴저축은행, 현대캐피탈 등 7개사 사고 가운데 여러 곳에서 동일 공격자로 추정되는 IP가 발견됐고 인공지능(AI) 도구를 활용한 정황이 있다고 밝혔다. 비슷한 접근 시도를 받은 우리은행과 NH농협은행에서는 유출이 확인되지 않았다. 우리은행은 대출모집인이 지정 태블릿에서 별도 인증서와 생체인증을 거쳐야 업무시스템에 들어갈 수 있고, 농협은행은 모집인에게 내부망 접속 권한이나 별도 업무시스템을 주지 않는다. KB국민은행은 직원용 모바일 업무지원 시스템 'RM 에이전트'와 'PB 에이전트'가 뚫렸다. 지난달 2일 고객 119명 유출을 밝혔다가 26일 재조사에서 고객 1631명과 임직원 460명을 추가로 확인해 피해가 2210명으로 늘었다. 하나은행은 영업지원시스템(ODS)에서 고객 89명의 주민등록번호·주소·직장명 등이 유출됐다. 최병호 고려대 휴먼인스파이어드AI연구원 교수는 이번 사고를 개별 회사가 아닌 금융권 전반의 구조적 취약점 문제로 봤다. 그는 "이번 사고는 본사가 아닌 외곽 조직이 털린 것이어서 망분리와는 관계가 없다"며 "외곽 조직은 업무 편리성이나 직원 복지, 매출 때문에 보안 등급을 의도적으로 낮춰온 곳"이라고 말했다. 이어 "과거 인간 해커는 목표를 정해 오래 준비했지만 AI 에이전트는 수천 개가 금융권 전체를 실시간으로 훑다가 취약점을 찾으면 바로 공격한다"며 "관행처럼 해오던 부분을 AI 에이전트가 간파한 것"이라고 진단했다. [AI 일러스트= 김가희 기자] ◆ 자체점검 '적정' 대신증권도 뚫려…협력사 연계서버서 3만8490명 유출 대신증권은 지난달 17일 투자일임 비대면 계좌개설 연계서버에서 비정상 접근을 포착했다. 고객 3만8490명의 이름·이메일·주소와 암호화된 계좌번호 등 8개 항목이 유출됐다고 지난달 28일 밝혔다. 대신증권은 당국의 12개 항목 자체점검에서 미흡사항이 없다고 보고한 것으로 전해졌으며, 뚫린 연계서버는 당시 점검 대상에 들어 있지 않았다고 밝혔다. 같은 날 미래에셋자산운용도 업무용 웹 시스템에 외부 IP가 비정상 접근해 일부 업무 정보가 유출됐다고 밝혔다. 고객정보 유출은 없었다고 했다. 한양증권도 지난달 29일 외부 그룹웨어에 대한 비정상 접근으로 고객정보 15건을 포함한 개인정보 31건이 유출된 사실을 확인했다. 주민등록번호가 포함된 건은 3건이다. 한 자산운용업계 관계자는 "운용업계는 개인 고객 정보를 직접 다루는 일이 적어 그동안 보안 투자 우선순위가 은행·증권·카드보다 낮았던 게 사실"이라며 "중소형사는 자체 보안 인력을 꾸리기 어려워 전산을 외주에 의존하는 곳이 많은데, 외주업체가 뚫리면 같이 피해를 입는 구조적 위험이 있다"고 말했다. 그는 "대신증권과 미래에셋자산운용 사고가 알려진 뒤 점검 수위가 한 단계 더 올라갔다"며 "외부에 노출된 시스템을 전수 파악해 접근통제를 다시 확인하고 점검 범위를 외주·연계 구간까지 넓히고 있다"고 전했다. 빗썸은 사내 모바일 그룹웨어가 뚫려 고객 6444명과 임직원·협력사 직원 715명의 정보가 유출됐다고 지난달 29일 밝혔다. 고객 844명분은 암호화되지 않은 채 노출됐고 주민등록번호·신분증 사본 등이 포함됐다. 빗썸은 당국 자체점검 때 최신 보안패치 적용이 미흡하다고 보고했던 것으로 전해졌다. 보험사 가운데 처음 해킹 유출을 신고한 미래에셋생명은 지난달 25일 이상 징후를 발견했다. 홈페이지와 청약시스템 일부가 침해돼 이름·주민등록번호·계좌번호 등 홈페이지 서비스 관련 정보가 빠져나갔다. 유출 규모는 아직 확정되지 않았다. ◆ 10년 된 데이터베이스 쓰던 예가람 4만3246명 유출…웰컴·현대캐피탈은 닷새 뒤 인지 예가람저축은행에서는 고객 4만3246명의 정보가 유출됐다. 규모가 공개된 사례 가운데 가장 많고 상반기 말 거래자(16만2731명)의 4분의 1이 넘는다. 이 중 320명은 주민등록번호·계좌번호·거래내역 등 다른 항목까지 빠져나갔다. 해커는 9월 16일 고객정보 서버에 접근했지만 은행은 14일 뒤에야 이를 알아챘다. 국정감사에서는 침해 관련 시스템에 2016년 출시된 구버전 데이터베이스(DB) '레디스(Redis) 3.0.7'이 쓰였고 1년 전 공개된 취약점도 패치되지 않은 상태였다는 지적이 나왔다. 예가람저축은행은 사고 당시 금융보안원 회원사도 아니었다. OK저축은행은 지난달 11일 대출신청 웹페이지, 15일 모바일 수신서비스 홈페이지가 잇따라 뚫려 고객 250명의 연소득·대출금액 등과 268명의 계좌번호·잔액 등이 유출됐다. 웰컴저축은행과 현대캐피탈은 9월 27일 공격을 받고도 닷새 뒤 금융보안원이 공유한 공격 IP로 접속 기록을 살피다 침해를 확인했다. 웰컴저축은행에서는 법인 인터넷뱅킹 아이디·대표자 이름 등 2370건(중복 포함)이 유출됐다. 현대캐피탈은 주택대출 모집인 조회페이지가 공격받아 모집인 146명의 주민등록번호가 노출됐다. 새마을금고중앙회 공제 홈페이지에서도 회원 400여명의 정보가 빠져나갔고, 중앙회는 약 60시간 뒤 금융보안원이 전달한 의심 IP를 분석하고서야 이를 알았다. 김명주 인공지능안전연구소(AISI) 소장은 최 교수와 달리 뚫리지 않은 회사도 있는 만큼 개별 회사의 문제로 봐야 한다고 했다. 그는 "기업마다 부가서비스로 했거나 보안을 등한시했던 부분이 계속 뚫리고 있다"며 "금융권도 보안을 비용으로 보기 때문에 사고가 안 나면 아까운 돈이다 보니 몇 년씩 사고가 없자 늘려야 할 투자를 계속 줄이다가 이번에 터진 것"이라고 말했다. 실제 금융권 정보보호 인력 비중은 수년째 10%를 밑돈다. 금융감독원이 강민국 국민의힘 의원실에 제출한 자료를 보면 올해 6월 말 7개 업권의 정보기술(IT) 인력 2만7508명 가운데 정보보호 인력은 2654명(9.6%)으로, 은행(8.8%)과 증권(9.5%)은 평균에도 못 미쳤다. ◆ 555곳 중 130곳 '미흡'…패치·인증·관제 기본 항목서 구멍 금융위원회가 지난달 14일 공개한 긴급 자체점검에서 금융회사 555곳 가운데 130곳(23.4%)이 보안패치 미적용, 기술지원이 끝난 노후 시스템 관리 미흡, 24시간 보안관제 미구축, 대외시스템 인증·인가 누락, 다중인증(MFA) 미도입 등 미흡사항을 보고했다. 나머지 425곳은 '적정'으로 보고했다. 신진창 금융위 사무처장은 지난달 14일 "수 차례에 걸쳐 전수점검과 관리 강화를 주문했음에도 금융회사에서 기본적인 부분이 잘 지켜지지 않는 사례가 발견된 것은 매우 뼈아픈 부분"이라고 말했다. 금융감독원도 금융권의 이행이 충분하지 않다고 판단했다. 사고 전부터 기본 보안 통제 보완과 외부 접점 악용 주의 등을 전파했고, 긴급 체크리스트 점검 때 필수적인 경우를 빼고 외부 접근을 원칙적으로 차단하도록 했지만 가시적인 변화가 나타나지 않았다는 것이다. 이찬진 금감원장은 전날 임원회의에서 "사고 회사가 유의사항과 자체점검을 제대로 이행했는지 살피고, 종합금융투자사업자·보험사 등 대형 금융회사도 은행권과 같이 CEO 등 경영진 책임까지 엄중하게 물으라"고 지시했다. 대부업·가상자산업·온라인투자연계금융업 등 전자금융거래법 미적용사를 포함한 전 금융권의 외부 접점을 전수 점검하고, 형식적 점검에 그친 곳은 엄중 조치하라고도 했다. 오는 5일에는 이억원 금융위원장이 5대 시중은행장·금융협회장 등과 간담회를 열고 AI 해킹 대응 방안을 논의한다. 최 교수는 미국·유럽처럼 외부 공격을 가정해 취약점을 찾는 '레드팀' 점검을 상시화해야 한다고 했다. 그는 "그동안은 체크리스트로 점검하거나 자기 보고에 의존해 보고할 때는 문제가 없다고 했을 것"이라며 "정부가 보안 품질을 평가하거나 보안 성과를 공시해 주가에 반영되도록 하면 기업이 돈을 쓸 수밖에 없는 구조가 된다"고 말했다. 김 소장은 보안을 투자로 보는 인식과 CEO가 책임지는 구조를 개선 과제로 꼽았다. 그는 "지금은 CEO가 아니라 개인정보·정보보호 담당자가 책임을 지고, 사고가 나면 그 사람을 잘라버리면 끝"이라며 "갈수록 AI를 쓴 공격이 늘어날 텐데 이전 보안 시스템으로는 막을 수 없는 만큼 은행도 AI 시스템을 갖춰 미리 방어에 신경 써야 한다"고 말했다. [사진=금융위원회] ssup825@newspim.com 2026-11-04 06:00