글로벌 반도체 공급망 재편에 따른 한국의 기회 및 위협요인 1편 - 반도체 제조 공정

1. 반도체 제조공정은 크게 디자인 → 전공정 → 후공정 세 단계로 구분

1) 디자인 단계에서는 반도체 설계 도면을 제작하고, 전공정을 통해 웨이퍼를 제조·가공한 뒤, 후공정 단계에서 웨이퍼에 그려진 각각의 칩들에 대한 품질검사 및 패키징이 이루어짐
2) 여기서 디자인을 전문으로 하는 기업을 팹리스, 전공정 전문 기업을 파운드리, 후공정 전문 기업을 조립 및 검사(OSAT) 기업이라고 부르며, 반도체 제조 공정 전체를 담당하는 기업을 종합반도체 회사(IDM)라고 함
 

 

2.IP와 EDA(디자인용 소프트웨어)는 디자인 단계에서 사용되는 비물질적 투입요소로, 손쉽게 재생산이 가능한 특성상 공급 병목이 거의 발생하지 않고 밸류체인 내 부가가치* 비중(2.4%)이 작음

-. 전공정 34.1 > 디자인 29.8 > 장비 17.3 > 소재 10.5 > 후공정 5.8 > IP·EDA 2.4 (%, CEST, 2019기준)
1) 반도체장비는 포토공정(웨이퍼에 회로를 그려넣는 단계), 도핑(순수 실리콘에 불순물을 주입), 증착 (웨이퍼 위에 얇은 막을 만듦) 등 복잡한 반도체 제조공정을 수행하기 위해 제작된 특수목적용 기계로, 그 종류가 50가지 이상임
2) 반도체소재는 실리콘(웨이퍼의 재료), 포토마스크 및 포토레지스트(포토공정에 사용) 등 반도체 제조에 필요한 물질로, 300가지 이상의 소재가 제조공정에 투입됨
 

 

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3. 반도체 제조의 최종 결과물은 ①시스템반도체, ②메모리반도체, ③DAO로 구분할 수 있음

1) 시스템반도체는 정보의 처리 및 연산을 목적으로 제작된 반도체로, 전자기기의 두뇌 역할을 수행
2) 메모리반도체는 정보를 저장할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 그 특성에 따라 D램(속도가 빠르나 단시간 내에 재충전하지 않으면 정보가 휘발), NAND 플래시(속도가 느리나 전원 종료 후에도 데이터 유지, SSD·모바일기기 등 스토리지에 사용) 등으로 구분할 수 있음
4) DAO(Discrete, Analog, and Optoelectronics의 약자)는 단일 기능을 수행하는 개별반도체 (다이오드, 트랜지스터, 콘덴서), 소리·온도와 같은 아날로그 신호를 전기 신호로 변환시켜주는 아날로그 반도체(이미지센서, 터치컨트롤러), 광전자 소자(LED, 광섬유 등) 등을 포함
 

4. 특히 시스템반도체는 만들기 위해 높은 기술력이 필요하고, AI·자율주행차 등 첨단산업에 필수적인 부품으로 시장규모와 향후 성장 잠재력이 매우 큰 품목임

1) 10nm 미만의 최첨단 노드로 생산되는 제품은 대부분 시스템반도체이고, 메모리반도체는 10~90nm, DAO는 28~180nm 이상의 선폭으로 주로 생산됨(선폭이 얇을수록 높은 기술력 요구)
2) ’19년 기준 시장규모를 보면 시스템반도체(42%), DAO(32%), 메모리반도체(26%) 순으로 크게 나타났고, 특히 컴퓨터와 ICT 인프라 부문에서 시스템반도체의 비중이 각각 64%, 48%로 큰 비중을 차지하였음