글로벌 반도체 패권 경쟁이 격화되는 가운데, 해외 의존도가 절대적인 반도체 노광장비의 국산화 전략과 차세대 대안 기술로 꼽히는 X-선 간섭 노광장비 개발 필요성을 논의하는 자리가 마련됐다. 극자외선(EUV) 노광 기술의 물리적 한계를 넘어설 수 있는 새로운 원천기술 확보가 국가 경쟁력의 핵심 과제로 떠오르고 있다.

27일 서울 영등포구 여의도 국회 의원회관에서 최수진 국민의힘 의원 주최로 열린 '글로벌 반도체 기술 경쟁력 강화를 위한 X-선 간섭 노광장비 핵심기술 개발 토론회'에서는 '극자외선(EUV)의 한계를 넘어: X-선 간섭 노광장비 기술 개발 방안'을 주제로 논의가 진행됐다.

토론회는 글로벌 반도체 경쟁 심화 속에서 해외 기업에 전적으로 의존하고 있는 반도체 노광장비의 구조적 한계를 짚고 차세대 원천기술 확보와 완전한 국산화 전략을 모색하기 위해 마련됐다. 반도체 노광장비는 미세공정의 핵심 장비로 공급망 안정성과 직결되는 국가 전략 기술로 꼽힌다.

류석현 한국기계연구원 원장은 환영사에서 "전 세계 노광장비 시장은 소수 글로벌 기업이 독점하고 있으며, 우리나라는 핵심 장비 분야에서 높은 수입 의존도와 구조적인 무역적자를 안고 있다"며 "X-선 간섭 노광장비 원천기술 개발은 한국 반도체 산업의 미래 경쟁력을 준비하는 핵심 기술"이라고 말했다.

현재 반도체 미세화 공정의 핵심인 노광 기술은 극자외선(EUV) 단계에서 물리적·기술적 한계에 직면해 있다는 평가를 받는다. 이에 비해 파장 0.1~0.25나노미터 수준의 X-선을 활용한 간섭 노광기술은 기존 EUV 대비 더 높은 해상도와 종횡비, 3차원 구조 구현 가능성을 동시에 갖춘 대안 기술로 주목받고 있다.

특히 기존 X-선 노광 방식이 대형 가속기 시설에 의존했던 것과 달리, 실험실 규모의 X-선 소스와 다파장 간섭 원리를 활용해 산업 적용 가능성을 높였다는 점에서 의미가 크다. 반도체를 넘어 나노소자, 메타물질, 광소자, 센서 등 차세대 제조 기술 전반으로 확장될 수 있는 플랫폼이라는 평가도 나온다.

◆ EUV 노광장비 100% 해외 의존…신규 R&D 사업 발굴 시급

글로벌 반도체 공급망 경쟁이 심화되는 가운데 중국은 대규모 투자를 이어가고 있으며 일본은 소재·부품·장비 분야에서 독자적인 경쟁력을 강화하며 핵심 축을 형성하고 있다. 이런 상황에서 반도체 공급망 경쟁의 우위를 좌우하는 핵심 요소로 장비 기술의 중요성이 더욱 부각되고 있다.

발제자로 나선 이재종 한국기계연구원 연구위원은 "국내 반도체 장비 수입은 미국·일본·네덜란드 비중이 약 77%에 달하고, 첨단 공정에 필수적인 EUV 노광장비는 네덜란드 ASML에 100% 의존하고 있다"고 지적했다.

이 연구위원은 "장비 수급에 차질이 발생할 경우 대체 수입처가 사실상 없어 국내 반도체 산업은 미국과 동맹국에 의존할 수밖에 없는 구조"라며 "이 경우 삼성전자와 SK하이닉스의 신규 제조라인 가동에도 직접적인 제약이 발생할 수 있다"고 설명했다. 노광장비와 주요 부품이 ASML 본사에서 관리되고 있어 유지·보수를 위한 부품 수급 제약이 국가 기간산업 전반에 막대한 영향을 미칠 수 있다는 설명이다. 

아울러 "국내에는 반도체 노광장비 관련 국가 R&D 사업이 사실상 부재한 상황"이라며 "중대 전환기에 놓인 반도체 노광장비 개발을 위한 신규 R&D 사업 발굴이 시급하다"고 강조했다. 이어 "국내 반도체 장비 산업 경쟁력을 높이기 위해서는 게임체인저가 될 수 있는 기술이 필요하다"며 "ASML이 주도하는 EUV 한계를 극복할 수 있는 새로운 개념의 X선 노광장비 개발이 반드시 필요하다"고 말했다.