#3. 제주반도체와 도전하는 SK

http://news.heraldcorp.com/view.php?ud=20211004000432 

[8대공정 뽀개기] 바이든 손에 웨이퍼…반도체 공정 첫 단추

 

반도체 집적회로 생산은 반도체의 주요 재료인 실리콘으로 둥근 원판인 웨이퍼를 만들어서 거기에 회로를 새기고 제품에 맞게 자르는 과정을 거칩니다. 이런 이유로 8대 공정 중 첫번째는 ‘웨이퍼 제조’입니다. 웨이퍼는 흔히 도화지, 피자의 도우로 비유되기도 할 정도로 반도체 제조 공정에서의 기본이 됩니다.

웨이퍼는 모래에서 추출한 규소, 즉 실리콘 등으로 된 기둥을 얇게 썬 원판입니다. 웨이퍼를 만드는 과정은 1)실리콘 기둥(잉곳)을 만들어서 2) 절단하고 3)표면을 매끄럽게 하는 3가지로 나뉩니다.

실리콘을 반도체 재료로 사용하기 위해서는 순도를 높이는 정제 과정이 필요합니다. 실리콘 원료를 높은 열로 녹였다가 결정을 성장시켜 기동으로 굳히는데 이 기둥이 바로 ‘잉곳’입니다.

기둥 모양의 잉곳을 균일한 두께로 얇게 썰면 웨이퍼가 됩니다. 다이아몬드 톱을 이용하는데 관건은 균일한 두께로 써는 것이라고 합니다. 잉곳의 지름이 웨이퍼의 크기로 이어집니다. 150㎜(6인치), 200㎜(8인치), 300㎜(12인치) 등의 웨이퍼가 있습니다.

마지막으로 절단된 웨이퍼의 표면을 거울처럼 매끄럽게 연마하면 웨이퍼 제조는 끝이 납니다. 절단된 웨이퍼의 표면이 거칠면 회로의 정밀도에 영향을 미칠 수 있어 연마액과 연마 장비를 통해 웨이퍼 표면을 갈아냅니다.

웨이퍼는 갈수록 두께는 얇아지고 크기는 커지는 추세입니다. 얇을수록 제조원가는 줄어들고 클수록 한번에 생산할 수 있는 반도체 칩 수가 증가하기 때문이죠. 1970년대에 약 1~3인치였다면 현재는 12인치(300㎜)를 가장 많이 사용하고 있습니다.

200㎜ 웨이퍼는 생산성이 떨어져 2000년대 중반 이후로 사용량이 약 20% 줄어들었다고 합니다. 그러나 시스템 반도체들이 ‘다품종 소량생산’하는 반도체라 최근 200㎜ 웨이퍼 수요가 다시 늘어나고 있습니다. 국제 반도체장비재료협회(SEMI)는 반도체 제조업체들이 200㎜ 웨이퍼 생산능력을 2024년가지 전년 대비 17% 늘릴 것으로 전망하기도 했습니다.

 

https://www.mk.co.kr/premium/special-report/view/2021/12/31279/

`반도체 설계전문` 도전하는 SK, 국내 팹리스 업계 선순환 가져올까 [MK위클리반도체]

 

파운드리, 팹리스, idm 나누어 알아보기

 

1) 파운드리

파운드리는 반도체 위탁생산을 전문으로 하는 업체들입니다. 1980년대까지만 해도 반도체 설계업체들은 자체적으로 생산과 제조까지 소화했는데요. 반도체 산업이 고도화되고 반도체의 성능이 비약적으로 상승하면서 추가적인 성능 향상을 위해서는 설계만큼이나 생산 기술도 중요해지고 있습니다. 이에 따라 반도체 생산만을 전문으로 하는 파운드리 업체가 주목받기 시작한 것이죠. 최근 전 세계적인 반도체 부족 현상으로 인해 파운드리 기업의 주가는 더욱 올라가고 있는 상황입니다. 파운드리 시장에서는 대만의 TSMC가 독보적인 시장점유율을 기록하고 있습니다. IDM인 삼성전자 역시 별도의 파운드리 사업을 영위하면서 TSMC를 추격하고 있는 상황이죠. 

 

2) 팹리스

반도체 생산의 주원료인 실리콘 웨이퍼를 만드는 공장을 팹(Fab·Fabrication facility)이라 합니다. 따라서 자체적으로 '팹'을 보유하지 않고 제품을 설계 및 개발만 한 뒤 팹을 갖고 있는 회사에 반도체 생산을 위탁하는 회사를 팹리스라고 합니다. 반도체 설계 기술력은 있지만 대규모 생산 공장을 보유하지 못한 소규모 기업들이 이러한 사업형태를 선택하는 경우가 많습니다. 다만 AMD, 엔비디아, 퀄컴, 애플 등과 같이 규모가 큰데도 제품 생산에 소모되는 비용과 인력을 절감해 개발에 집중시키는 업체들도 있습니다.

이번에 서울대 반도체 실습공정을 다녀온 곳이 서울대 반도체 공동 연구소 안에 있는 팹실이었는데, 이걸 보니 팹리스 = 기술은 있지만 웨이퍼를 직접 만드는 장비는 구비하지 않은 회사 (fab less)라는 것이 확실히 체감이 되었다.

 

3)메모리 반도체 , 시스템 반도체

반도체는 크게 연산·제어·정보 처리를 담당하는 시스템 반도체와 데이터를 저장하는 메모리 반도체로 구분할 수 있습니다. 시장에 널리 사용되는 규격에 따라 소품종 대량생산체제 위주인 메모리 반도체와 달리 다품종 소량생산체제인 시스템 반도체는 설계 단계에서부터 보다 더 높은 기술력을 요구합니다. 제품 규격이 정해져 있지 않아 설계 방식을 바꾸는 것만으로도 더욱 성능 좋은 제품을 만들 수 있는 것이죠. 

그러나 국내 기업들이 강점을 가진 메모리 반도체가 전체 반도체 시장에서 차지하는 비중은 30% 정도에 불과합니다. 한국 반도체 산업이 나머지 70% 시장을 공략하기 위해서는 시스템 반도체 분야 육성이 필수인 것입니다. 그리고 시스템 반도체 산업의 강자가 되기 위해선 반도체 설계 전문회사인 팹리스 회사들의 경쟁력을 높여야 하는 것이죠. 

사실 국내 기업들은 대부분 메모리 반도체 (하이닉스, 삼성전자)에 포진되어있음. 절대적인 전공 졸업생의 숫자도 부족한 현실에, 메모리 반도체 기업, 즉 대기업으로 전공자들의 쏠림 현상이 일어나고 있음

이러한 상황으로 인해 시스템 반도체 분야의 중소기업은 200개에서 70여개로 줄어들었으며, 이러한 감소현상으로 인해 시스템 반도체의 전망은 더더욱 안 좋아지고 있는 상황이다.

이러한 상황에서 우리는 어떠한 자세로 임해야 할까.. 세계 10대 시스템 반도체 기업들은 대만, 미국, 독일에 쏠려있는 상황

 

반등은 sk가 시작했다. 기사에도 나와있듯이 사피온 코리아를 인수하며 이를 토대로 시스템 반도체 시장에 드디어 국내 대기업이 뛰어든 것.

얼마전 새로 읽기 시작한 책이 있는데 그 책에 한 구절을 인용하고싶다.

세계 반도체 기업 중 가장 큰 기업인 tsmc에 회장 모리스 창은 53세의 나이로 창업을 하였고 삼성전자 이건희 회장의 스카웃 제안을 받았지만 이를 뿌리치고 회사를 경영한 결과 이 기업은 단순한 기업 뿐만 아니라, 대만의 수호신이 되었다.

국내에도 이러한 도전을 하는 기업이 나타나 다행이다.

 

https://www.edaily.co.kr/news/read?newsId=01121766632261024&mediaCodeNo=257&OutLnkChk=Y 

[CEO열전]박성식 대표 "자동차용 반도체, 주력 자리매김"

제주반도체는 반도체를 전문으로 개발하는 팹리스(Fabless) 업체다. 팹리스는 자체 공장 없이 반도체 개발만을 전문으로 하는 반도체 R&D(연구·개발) 중심 회사를 말한다. 통신용 반도체 1위인 미국 퀄컴이 대표적이다. 제주반도체는 파워칩과 윈본드 등 대만 파운드리(반도체 위탁생산) 업체들에 메모리반도체 생산을 맡긴다.

5G IoT(5세대 이동통신 사물인터넷)용 메모리반도체 부문에도 큰 기대를 걸고 있다. 그는 “5G IoT 인프라에 쓰이는 메모리반도체는 4G와 비교해 2배 이상이 될 것이다. 최근 전 세계적으로 5G 인프라 투자가 활발히 이뤄지는 점을 감안할 때 5G용 메모리반도체 수요 역시 크게 늘어날 것”이라며 “이런 상황에서 현재까지 미국 퀄컴으로부터 5G IoT 메모리반도체 인증을 받은 회사가 전 세계적으로 제주반도체를 포함해 단 2곳에 불과하다. 5G 인프라 투자를 확대할수록 제주반도체 역할이 중요해질 것”이라고 강조했다.