반도체 산업 주요 용어 - 팹리스, 파운드리, 나노미터

 

반도체 칩

 

 

 우리나라 반도체 산업은 국가 안보 자산이자 산업의 핵심이고, 교육부뿐만 아니라 전 부처가 인재 양성을 위해 특단의 노력을 기울여 달라고 국무회의에서 대통령이 강조를 하였습니다. 반도체는 다양한 미래 산업 분야에 적용되며 기업 간의 반도체 경쟁력을 국가 기술 패권 경쟁력으로 인식될 만큼 경제 전반에 영향을 미친다. 반도체의 안정적 공급망 확보가 국가 안보로도 직결되므로 반도체에 대한 기본적인 상식과 정보는 이 시대를 살아가며 알아야 할 내용들이다.

 

1. 반도체 산업의 분류

 

 반도체  산업은 제품에 따라 메모리와 비메모리로 나뉘는 것이 가장 기본적인 분류이다. 우리나라 대표적인 메모리 반도체 기업은 삼성전자와 sk하이닉스이다. 비메모리 반도체의 대표적인 기업으로는 인텔, AMD, 퀄컴, 인비디아 등이다. 메모리 시장의 70% 이상을 차지하는 한국의 반도체 시장에 비해 비메모리 시장은 전체 반도체 시장의 70% 이상으로 더 큽니다. 한국의 비메모리 반도체 시장 점유율은 약 3% 정도에 비율로 그다지 크지 않은 상황이다.

 

2. 반도체 제조 방식

 세계 가장 큰 반도체 회사는 단연 2021년 매출액 기준으로 삼성전자가 1위입니다. 2위는 인텔, 3위는 sk하이닉스로 우리나라가 반도체 강국임을 증명하는 순위이다. 이외에도 마이크론, 퀄컴, 브로드컴 같은 회사들이 뒤를 있고 있는 가운데 위의 기업들이 반도체 시장의 50% 이상을 차지하고 있다.

 

 반도체 회사의 형태는 대부분 종합 반도체 기업(idm, integrated device manufacturer)입니다. 이 기업들이 반도체의 개발과 설계를 한 후 웨이퍼 팹(fab: fabrication facility)이라는 생산시설에서 직접 만들어 유통을 한다. 삼성전자 반도체와 sk하이닉스가 대표적인 기업이다. 반도체 회사의 대부분이 이와 같은 형태였으나 대규모 자본과 기술력을 갖춰야 하므로 팹리스(fabless) 회사가 생기게 되었다.

 

반도체 산업의 생태계: 파운드리, 반도체 강국이 직접 생산하지 않는 이유

반도체 산업의 생태계: 파운드리,반도체 강국이 직접 생산하지 않는 이유

 

*팹리스(fabless)

 

 팹리스는 웨이퍼를 생산하는 팹이 없는 회사라는 뜻으로 반도체 설계를 전문적으로 하고 생산은 파운드리 회사에 외주를 주는 방식으로 운영한다. 현재 amd나 퀄컴과 같은 회사들이 기존의 팹들을 분리하여 팹리스에만 집중하고 있는 설정이다.

 

*파운드리 (foundry)

 팹리스 업체에서 외주를 받아 반도체를 전문적으로 생산하는 회사를 파운드리(foundry)라 합니다. 글로벌 파운드리 회사로는 TSMC가 있고, 삼성도 파운드리 사업을 시작하였다. 반도체 업체 순위에서 매출액을 보면 파운드리만 하는 TSMC가 전체 반도체 회사 중에서 3위로 파운드리 사업의 규모는 매우 크다고 할 수 있습니다.

 

* 반도체 미세공정(나노미터) 경쟁

 반도체 미세공정 경쟁 또는 나노미터 경쟁이란 얘기는 반도체 시장에서 흔히 쓰는 말입니다. 나노미터란 반도체 칩 속 전기 회로의 선폭을 말하는데 숫자가 작을수록 같은 크기의 칩에 더 많은 회로를 새겨 넣을 수가 있습니다. 여기서 1 나노미터는 10억 분의 1미터로 보통 사람의 머리카락 굵기의 2000분의 1 정도 됩니다. 예를 들어 3 나노미터 공정이면 3억 분의 1미터 정도 되는 전선을 반도체 침에 새겨 넣는다는 얘기로 가는 전선을 사용할수록 칩의 크기는 최소화시킬 수 있습니다. 현재 이와 같은 미세공정 경쟁에 가장 선두 기업은 TSMC, 삼성전자, 인텔 등이 있습니다.

 

 미세공정을 통해 반도체를 생산하는 팹 내부는 먼지 하나 없는 청정구역입니다. 먼지 하나의 크기가 선폭의 몇 배가 되므로 회로 위로 먼지가 떨어질 경우 바로 불량이 생깁니다, 삼성전자는 '클래스 1' 수준의 청정도를 유지하는 기업으로 최신 팹에는 가로와 세로, 높이가 각각 1피트(1ft)인 정육면체 안에 0.5 마이크로미터보다 큰 먼지가 하나 정도 있는 수준으로 관리가 되고 있다. 이곳의 여직원 경우에 화장을 못하게 할 정도로 관리가 되고 있다고 합니다.

 

 

 

* 다음 글에선 반도체 산업의 생태계와 반도체 강국의 현주소에 대해 알아보겠습니다.