화웨이 반도체 기술 동향

기술 개발 현황 및 최근 진척도

화웨이는 기존 TSMC 의존에서 벗어나 자국 파운드리를 활용한 칩 개발에 집중하고 있다. 대표적으로 2023년 출시된 Kirin 9000S 칩은 SMIC의 7nm급(N+2) 공정으로 제조되었고, ARM 기반의 Taishan V120 코어를 탑재해 성능과 에너지 효율을 높였다tomshardware.comtomshardware.com. 이후 2024년 Mate70 Pro에 탑재된 Kirin 9020도 같은 7nm 공정으로 제작되었으며, 이전 대비 다이 면적을 15% 확대해 전력/성능 특성을 개선했다tomshardware.com. 최근에는 자사 개발 5nm 공정 칩인 Kirin X90을 적용한 노트북도 출시되었는데, 이 칩 역시 중국 1위 파운드리인 SMIC가 생산을 담당하고 있다businesspost.co.kr. 다만 SMIC의 DUV(극자외선 비사용) 5nm 공정 수율은 20~50%로 매우 낮은 수준으로 알려져 있으며businesspost.co.krbusinesspost.co.kr, 그나마 트랜지스터 밀도는 삼성전자 5nm에 근접할 정도로 놀라운 기술 성과를 보이고 있다businesspost.co.krbusinesspost.co.kr.

향후 계획으로는 최첨단 3nm 공정 개발도 진행 중이다. 화웨이는 게이트올어라운드(GAA) 구조와 탄소나노튜브 같은 2D 소재를 활용해 2026년까지 3nm 칩을 설계(테이프아웃)할 계획이라고 한다huaweicentral.comhuaweicentral.com. 이처럼 화웨이는 Arm 아키텍처(v8·v9)를 사용하면서도 자체 설계한 Taishan 코어(예: V110, V120)와 다빈치 아키텍처 기반의 AI 코어 등으로 자립도를 높여가고 있다en.wikipedia.orgunite.ai. ARM 측은 ARMv8·v9 기술이 영국산이라며 기술공급을 계속한다고 밝혀, 화웨이는 ARM 아키텍처를 계속 활용할 수 있게 되었다reuters.com.

주요 제품 개요 및 사양

• Kirin 시리즈 (모바일 SoC): 화웨이 휴대폰용 SoC인 Kirin은 자사의 스마트폰과 PC에 쓰인다. Kirin 9000S(2023)는 SMIC 7nm 공정, 8코어 TaishanV120 CPU와 Mali-G 파생 GPU를 탑재했으며, 5G 통신 모뎀도 내장했다tomshardware.comtomshardware.com. Kirin 9020(2024)는 Taishan V120 기반 코어를 유지하며 15% 다이 확대를 통해 동작 성능과 전력 효율을 향상시켰다tomshardware.com. 최근 보도에 따르면 Kirin X90은 서버/PC용으로 개발 중인 5nm급 자사 칩으로, SMIC 7nm 공정에서 ARMv8/9 기반 Taishan V120 코어를 사용할 것으로 알려졌다tomshardware.combusinesspost.co.kr.
• Ascend AI 칩: 화웨이의 AI 워크로드용 칩이다. 2019년 출시된 Ascend 910은 당시 세계 최고 수준으로 인정된 연산 칩으로, FP16 기준 256TFLOPs의 성능을 낸다unite.ai. 이후 개량된 Ascend 910B를 거쳐 2025년 발표된 Ascend 910C는 두 개의 910B 칩을 하나의 패키지로 통합한 칩렛 설계를 사용한다reuters.com. Ascend 910C는 SMIC 7nm 공정으로 제조되며, FP16 기준 약 800TFLOPs(한 칩당 320TFLOPs)와 3.2TB/s 메모리 대역폭을 제공한다technode.comunite.ai. 현재 바이두, 텐센트, ByteDance 등 중국 주요 IT 기업들이 Ascend 910C 채택을 검토 중이다unite.aireuters.com. 2025년 하반기 양산 예정인 Ascend 920은 6nm 공정으로 설계되며, 한 장당 900TFLOPs 이상의 FP16 연산 능력과 HBM3 메모리를 지원할 것으로 알려졌다tomshardware.com. 이 칩은 미국 제재로 중국에서 수급이 막힌 Nvidia H20 칩의 대안으로 주목받고 있다tomshardware.com.
• 서버/컴퓨팅 칩: 서버용 CPU로는 Kunpeng 920(2019년) 등이 있다. Kunpeng 920은 HiSilicon의 4세대 서버 프로세서로, TSMC 7nm 공정 기반에 TaiShan V110 커스텀 코어 32~64개(최대 2.6GHz)를 탑재하여 대형 서버에 쓰였다en.wikipedia.org. 이후 발표된 Kunpeng 930(예정)은 80코어, 3nm 등의 설계가 언급됐으나 미국 제재로 실현 여부는 불투명하다en.wikipedia.org.
• 통신 칩 (5G 모뎀 등): 화웨이는 5G 스마트폰 및 CPE용 통신칩으로 Balong 5000(2019년)과 최신 Balong 6000(2024년)을 개발했다. Balong 5000은 세계 최초 7nm 멀티모드 5G 모뎀으로, SA/NSA 5G를 지원하며 Sub-6GHz 대역에서 DL 4.6Gbps, mmWave에서 DL 6.5Gbps 속도를 구현한다en.wikipedia.org. Balong 6000은 Mate70 Pro에 처음 적용된 5.5G 모뎀으로, 3GPP Rel.18(5.5G) 호환이며 Sub-6GHz DL 4.6Gbps, mmWave DL 12Gbps 성능을 낸다en.wikipedia.org.

위 주요 제품을 정리하면 다음과 같다:

제품용도제조 공정/구조주요 특징 및 성능

Kirin 9000S	모바일 SoC	SMIC 7nm (N+2)	8코어 Taishan V120 CPU, 5G 모뎀 내장, Zen3급 성능tomshardware.com
Kirin 9020	모바일 SoC	SMIC 7nm (N+2)	Taishan V120 코어, Mate70 Pro 탑재, 이전 대비 +15% 다이tomshardware.com
Kirin X90	서버/PC SoC	SMIC 7nm	최대 10코어(예상) Taishan V120 기반, ARMv8/9 (Kunpeng 대체)tomshardware.combusinesspost.co.kr
Ascend 910	AI 학습 칩	TSMC 7nm+ (2019)	FP16 256TFLOPs, Huawei 다빈치 아키텍처 기반unite.ai
Ascend 910C	AI 학습 칩	SMIC 7nm (N+2)	FP16 ≈800TFLOPs, 2×910B 칩렛, HBM2e 지원reuters.comtechnode.com
Ascend 920	AI 학습 칩	6nm (예정)	FP16 >900TFLOPs, HBM3, H20 대체용tomshardware.com
Kunpeng 920	서버 CPU	TSMC 7nm	32~64코어 TaiShan V110, 2.6GHz, 대용량 서버용en.wikipedia.org
Balong 5000	5G 모뎀	TSMC 7nm	SA/NSA 지원, Sub-6GHz 4.6Gbps, mmWave 6.5Gbpsen.wikipedia.org
Balong 6000	5.5G 모뎀	정보 비공개	3GPP Rel.18 지원, Sub-6GHz 4.6Gbps, mmWave 12Gbpsen.wikipedia.org

 

제조 능력

화웨이는 자체 파운드리를 보유하지 않고 주로 SMIC 등과 협력한다. SMIC는 화웨이가 개발한 7nm급 모바일·AI 칩을 위탁 생산하며, 최근에는 5nm 양산에도 착수했다tomshardware.combusinesspost.co.kr. 다만 현재 SMIC는 미국의 EUV 장비 수입 금지로 DUV만 사용 중이어서, 7nm 이하 공정 수율이 낮은 편이다. 실제로 화웨이용 5nm 공정 수율은 20~50%에 불과하여 양산에는 도전적 수준이다businesspost.co.krbusinesspost.co.kr.

이러한 한계를 극복하기 위해 화웨이는 중국 정부와 함께 **수직계열화(vertical integration)**를 추진하고 있다. 위성사진과 파이낸셜타임스 보도에 따르면, 선전 지역에 반도체 제조장비부터 완제품 조립까지 전 과정을 소화하는 대규모 생산 단지를 건설 중이다yna.co.kr. 이 단지에서는 중국 장비업체(예: 사이캐리어)와 메모리 업체(예: 성웨이쉬) 등이 참여해 AI 반도체 공급망의 대부분을 국내에 구축하려는 야심찬 시도가 진행되고 있다yna.co.krbusinesspost.co.kr.

또한 화웨이는 칩렛 설계를 도입해 공정 한계를 보완한다. 대표적으로 Ascend 910C는 두 개의 910B 코어를 결합한 칩렛 설계로, 단일 공정 한계 내에서 성능을 끌어올렸다reuters.comtechnode.com. 이와 함께 화웨이는 포스트 리소그래피 기술(예: GAA) 연구에 착수했으며, 미세 공정에 필요한 소재·장비 국산화 노력도 병행 중이다huaweicentral.combusinesspost.co.kr.

미국 제재 이후 대응 전략

미국의 제재로 인해 화웨이는 2019년부터 TSMC와의 거래가 중단되었으며, ARM의 미국산 기술 사용도 제한을 받았다. 다행히 2019년 ARM은 ARMv8·v9 아키텍처가 영국산임을 확인하고 화웨이에 기술 지원을 계속하기로 했으나reuters.com, 이 외에 반도체 장비·설계 도구 확보가 어려워졌다. 화웨이는 이에 대응해 중국산 대체 기술 개발과 공급망 재편에 총력을 기울였다. 먼저 설계 측면에서는 Taishan 커스텀 CPU와 다빈치 AI 아키텍처를 자체 개발해 ARM 의존도를 낮추고, MindSpore 등 자체 AI 프레임워크를 확대하여 AI 생태계를 확장했다unite.ai. 소프트웨어 생태계 측면에서도 자체 OS(HarmonyOS)와 보안 운영체제 등으로 외산 소프트웨어 의존성을 줄이고 있다.

또한 화웨이는 RISC-V 같은 오픈소스 칩 설계를 적극 활용한다. 중국은 RISC-V를 서구 기술 의존 탈피 수단으로 장려하고 있으며, 화웨이 계열 기업들도 RISC-V 기반 칩 개발에 참여하고 있다. 예를 들어 홍콩 스타트업 Starfive는 가스 미터용 및 데이터센터용 RISC-V 칩을 개발 중이고, 화웨이 분사기업인 Xfusion도 이 칩들의 수요처로 거론된다bestofai.combestofai.com.

또 다른 대응으로는 메모리 칩의 국산화이다. 2024년에는 화웨이가 주도하고 정부가 지원하는 연합체가 2026년까지 HBM(고대역폭 메모리) 반도체를 중국 내에서 생산할 계획임이 보도되었다reuters.com. 이는 미국 제재로 인해 고성능 메모리 수급이 어려워진 상황에 대한 대응이다.

이처럼 화웨이는 정부의 대대적 지원 속에서 칩 설계부터 제조장비·소재·패키징까지 전방위적 기술 자립을 추진하고 있다. 미국 제재는 여전히 리스크 요인이지만, 중국 내에서의 공급망 구축과 해외 기업들의 대체 조달 움직임(예: 바이두의 화웨이 칩 주문 등zdnet.co.krunite.ai)이 화웨이 생태계에 우호적인 환경을 조성하고 있다.

분야별 기술 분석

• AI 칩: Ascend 시리즈가 화웨이의 주력이다. Ascend 910C는 듀얼 칩렛 구조로 엔비디아 H100급 추론 성능을 제공하며, 한 장당 FP16 기준 약 800TFLOPs를 처리한다reuters.comtechnode.com. Ascend 920은 6nm 공정에 4TB/s의 메모리 대역폭을 가진 HBM3를 지원, 한 장당 900TFLOPs 이상의 연산능력을 목표로 한다tomshardware.com. 이들 칩은 클라우드 AI 데이터센터 뿐 아니라 Baidu, ByteDance, Tencent 등 중국 대형 기업의 클러스터에 도입되고 있다unite.aitechnode.com. 화웨이의 AI 칩은 전력 효율성에도 주력해, 최신 Ascend 모델이 경쟁 GPU 대비 성능당 소비전력을 낮추는 방식으로 설계되었다.
• 모바일 SoC: Kirin 시리즈는 ARM 기반 CPU와 자체 설계 GPU를 통합한 애플리케이션 프로세서다. Mate 60 Pro의 Kirin 9000S는 SMIC 7nm 공정임에도 불구하고 벤치마크에서 동급 (Zen3) 싱글코어 성능을 달성했다tomshardware.com. 통신 기능도 강화되어, 스마트폰에서 완전한 중국산 부품(3G/4G/5G 모뎀 등)만으로 작동할 수 있는 수준에 이르렀다. 다만 고급 제조설비 부족으로 아직 TSMC 5nm급 칩과 직접 경쟁하기에는 생산 효율이 뒤처진다businesspost.co.krbusinesspost.co.kr. 그럼에도 화웨이의 모바일 SoC는 외국 의존도를 크게 낮췄다는 점에서 의미가 크다.
• 통신 칩: 5G 통신장비와 단말용 칩으로는 Balong 시리즈와 Huawei ASIC이 있다. Balong 5000/6000 모뎀은 스마트폰과 CPE(고정형 5G 단말)에 쓰이며, 위에서 본대로 초고속 5G 연결을 지원한다en.wikipedia.orgen.wikipedia.org. 기지국 장비용 칩에는 Kunpeng CPU와 화웨이 자체 ASIC(처리·계측용 칩)이 사용되는데, 구체적인 사양은 공개되지 않았다. 다만 화웨이는 5G 네트워크의 핵심 역량을 자체 하드웨어로 제공함으로써, 장비 보안성과 독자성을 높이고 있다.

이처럼 각 분야에서 화웨이는 선진국 기술 격차를 좁히고 독자적인 칩 생태계를 확립하려는 노력을 병행 중이다. 글로벌 시장에서는 화웨이 칩의 성능과 공급 가능성에 관심이 높아지고 있으며, 미국의 제재 강화와 중국의 대응책이 반도체 경쟁의 판도를 바꾸는 요소로 작용하고 있다zdnet.co.krreuters.com.