반도체 산업/공정의 이해

문서 내 토픽

1. 반도체 산업

메모리 반도체 산업의 경우 성장가능성이 크고, 국내에서는 주요 대기업이 사업을 영위하기에 회계적인 리스크가 적어서, 재고자산에서 회계적인 이슈가 발생할 가능성이 매우 낮음. 그러나 고객사의 재고와 공급사의 재고에 따라 협상력이 결정될 수 있기 때문에 재고자산의 추이(변동)를 살펴보는 것이 중요하며, 이를 통해 가격 움직임을 파악할 수 있다. 반도체 제조의 특징은 제품을 만드는데 소요시간이 길고, 반도체 생산 설비에 원재료가 한번 투입되기 시작하면 계속해서 반도체 설비 안에서 여러 공정이 연속적으로 진행되며 한번에 완제품 또는 일부 반제품이 만들어지는 것이다. 따라서 창고에 쌓아두고 있는 부품이나 완제품보다는 공장에서 만들어지고 있는 무언가(재고자산)의 비중이 월등히 높다.
2. 반도체 가격 변동

반도체 가격은 전형적인 수요-공급 기반의 사이클을 보인다. 수요가 많아지면 공장증설을 늘려 공급이 늘어나고, 재고가 쌓여 가격이 하락한다. 정확한 예측이 불가능하지만, 공급이 크게 늘어나고 수요가 크게 줄어야 가격이 떨어질 수 있다. 최근에는 '빅사이클'이 끝난 이후 '슈퍼사이클'이란 단어가 나오고 있지만, 아직 모습이 나타나지 않고 있다. 향후 비메모리와 메모리의 사용량이 폭발할 것이고, 이를 만들어줄 기업은 세계적으로 몇 안 된다. 다운사이클이 짧아질 것으로 예상되며, D램 가격은 전방 수요처의 재고가 높은 편을 유지하고 있어 가격 반등이 어려울 것으로 보인다.
3. 파운드리 산업

파운드리 산업은 공급부족 이슈가 지속되고 있다. 삼성전자와 TSMC, Intel 외에 선단공정을 해줄 수 있는 곳이 매우 제한적이다. 파운드리 기업들이 대규모 설비투자를 하고 있지만, 공급 이슈는 계속 제기될 것으로 보인다. 이는 장비기업에게 이득이 될 것이다. 미세화 공정이 진행될수록 설비투자 비용이 증가하여 투자 가능한 회사가 소수화되고, 고성능은 삼성과 TSMC만 가능한 구조가 되고 있다. 파운드리 가격 인상은 완제품 가격 상승으로 이어질 수 있다. 8인치 파운드리는 장비 제조원가가 2배 이상 올라 원가 압박을 받고 있다.
4. 반도체 공정 기술

반도체 공정 기술은 모든 제품이 똑같이 나오게 하는 것이 중요하다. 이를 위해 공정팀은 레시피를 수많은 회의와 평가를 거쳐 변경하고 개선한다. 공정 평가는 교대근무를 하며 지속적으로 이루어지며, 공정설계 팀은 데이터 분석 능력이 필요하다. 공정기술 팀은 설계팀이 내린 레시피를 평가하는 업무를 수행하며, 호기심과 목표의식이 강해야 한다. 공정 기술은 RF 플라즈마 방전, 전자기학 현상 등 다양한 물리적 현상을 다루며, 수율 향상을 위해 노력한다.
5. 반도체 장비 구성

반도체 장비는 기구물, 전장박스, PC 등 수백 가지 제어장치들로 구성되어 있다. 따라서 제어장치들을 점검 및 테스트하고, 소모품을 교체하며, 청소 작업을 해야 한다. 장비 운영을 위해서는 히터, 모터, 밸브, 펌프, 안테나 등의 구동 방법과 제어 방식, 전자 장치, 센서, 계측기 등에 대한 이해가 필요하다.
6. 생산관리

생산관리 업무는 하루 출하계획 확인, 생산량 파악, 생산계획 수립, 생산 과정 점검, 납기일 관리 등을 포함한다. 어려운 점은 공정 흐름을 파악하는데 시간이 소요되고, 계획-생산-출하 전체를 관리해야 한다는 것이다. 필요한 역량으로는 문제 해결력, 협상력, 통찰력, 커뮤니케이션 능력 등이 있다.
7. 품질관리

품질관리 업무는 입고부터 출하까지 제품의 품질 기준을 만족시키고, 지속적인 품질 개선을 위해 노력한다. 필요한 역량으로는 기기 분석 능력, 통계적 기법, 수치 분석 기법 등이 있다. 주요 업무로는 품질 기준 수립, 품질 검사 실시, 클레임 관리 등이 있다.
8. 반도체 공정별 이슈

반도체 공정에서 발생할 수 있는 이슈로는 실리콘 순도 확보, 산화 공정의 균일성 확보, 포토 공정의 edge bead 및 정상파 현상 등이 있다. 이를 해결하기 위해 더미 웨이퍼 사용, BARC 코팅, PEB 등의 기술이 활용된다. 또한 K값 변화를 통한 분해능 개선 방법으로 위상변위마스크, 광보정법, 비등축조명 등이 사용된다.
9. 반도체 산업 경쟁력 강화

미국과 중국, 유럽이 반도체 산업 경쟁력 강화에 힘쓰는 가운데, 국내에서는 삼성전자와 하이닉스가 평택과 용인을 중심으로 수십조원의 투자를 하고 있다. 그러나 국내 정부의 지원은 미미한 편이며, 미국과 중국은 세액공제, 법인세 면제 등의 혜택을 준비 중이다. 차량용 반도체 분야에서도 해외 팹리스 기업 중심으로 발달되고 있으며, 국내 파운드리 공급 부족으로 어려움을 겪고 있다.
10. 반도체 무기화

미국과 중국의 반도체 기술 패권 경쟁으로 인해 반도체가 무기화되고 있다. 중국 공장에 대한 투자가 어려워지고, 대체 부지를 찾아야 할 것으로 보인다. TSMC와 삼성전자, Intel 등이 EUV 장비 확보 경쟁을 벌이고 있으며, 이는 파운드리 시장에서의 주도권 경쟁으로 이어질 것으로 예상된다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 반도체 산업

반도체 산업은 현대 사회에서 매우 중요한 역할을 하고 있습니다. 전자기기, 통신, 자동차, 의료 등 다양한 분야에서 핵심적인 부품으로 사용되고 있으며, 기술 발전에 따라 그 중요성은 더욱 커지고 있습니다. 반도체 산업은 막대한 초기 투자와 기술 개발이 필요한 자본 집약적 산업이지만, 고부가가치 창출이 가능하여 많은 국가들이 이 산업 육성에 힘쓰고 있습니다. 특히 최근 미중 무역 갈등, 코로나19 팬데믹 등으로 인한 공급망 교란 등으로 반도체 산업의 중요성이 더욱 부각되고 있습니다. 앞으로 반도체 산업은 기술 혁신과 함께 지속적인 성장을 이루어 나갈 것으로 전망됩니다.
2. 반도체 가격 변동

반도체 가격 변동은 반도체 산업의 중요한 이슈 중 하나입니다. 반도체 가격은 공급과 수요의 변화에 따라 크게 변동하는 특성이 있습니다. 공급 측면에서는 반도체 제조 공정의 기술 발전, 생산 능력 확대, 원자재 가격 변동 등이 영향을 미치며, 수요 측면에서는 전자기기 시장의 성장, 산업 전반의 경기 변동 등이 가격 변동의 주요 요인이 됩니다. 최근에는 코로나19 팬데믹으로 인한 공급망 차질, 러시아-우크라이나 전쟁으로 인한 원자재 가격 상승 등으로 반도체 가격이 크게 상승하는 모습을 보이고 있습니다. 이러한 가격 변동성은 반도체 기업과 사용 기업 모두에게 큰 영향을 미치므로, 안정적인 공급망 구축과 수요 예측 등을 통해 가격 변동성을 관리할 필요가 있습니다.
3. 파운드리 산업

파운드리 산업은 반도체 제조의 핵심 부문으로, 반도체 설계 기업들이 자체적으로 제조 시설을 보유하지 않고 전문 파운드리 업체에 위탁 생산하는 형태입니다. 파운드리 업체들은 막대한 초기 투자와 기술 개발을 통해 첨단 공정 기술을 확보하고, 다양한 고객사의 주문을 처리하며 규모의 경제를 실현하고 있습니다. 대표적인 파운드리 업체로는 TSMC, 삼성전자, 인텔 등이 있으며, 이들은 반도체 산업의 핵심 인프라 역할을 하고 있습니다. 최근에는 미중 무역 갈등, 코로나19 팬데믹 등으로 인한 공급망 교란 문제가 대두되면서, 각국 정부가 자국 내 파운드리 육성에 힘쓰고 있습니다. 앞으로 파운드리 산업은 기술 혁신과 함께 지정학적 리스크 관리 등의 과제를 해결해 나가며 지속적으로 성장할 것으로 전망됩니다.
4. 반도체 공정 기술

반도체 공정 기술은 반도체 산업의 핵심 기술로, 지속적인 기술 혁신을 통해 발전해 왔습니다. 반도체 공정 기술은 웨이퍼 제조, 회로 패턴 형성, 박막 증착, 식각, 도핑 등 다양한 단계로 구성되며, 각 단계에서 정밀한 공정 관리가 요구됩니다. 최근에는 극자외선(EUV) 리소그래피, 3D 적층 공정, 양자 컴퓨팅 등 첨단 기술이 도입되면서 반도체 집적도와 성능이 크게 향상되고 있습니다. 이러한 기술 혁신은 반도체 산업의 경쟁력 제고에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 앞으로도 반도체 공정 기술의 지속적인 발전이 필요할 것으로 보이며, 이를 위해서는 막대한 R&D 투자와 함께 인재 양성, 기술 협력 등 다각도의 노력이 요구됩니다.
5. 반도체 장비 구성

반도체 장비는 반도체 제조 공정에 사용되는 핵심 장비로, 웨이퍼 제조, 회로 패턴 형성, 박막 증착, 식각, 검사 등 다양한 공정에 활용됩니다. 반도체 장비는 고도의 기술력과 정밀성이 요구되며, 장비 제조 기업들의 기술 혁신이 지속적으로 이루어지고 있습니다. 대표적인 반도체 장비로는 리소그래피 장비, 증착 장비, 식각 장비, 검사 장비 등이 있습니다. 이러한 장비들은 반도체 공정의 핵심 인프라로서 역할을 하며, 장비 기술 수준이 반도체 산업의 경쟁력을 좌우하는 중요한 요소가 되고 있습니다. 앞으로도 반도체 장비 기술의 지속적인 발전이 필요할 것으로 보이며, 이를 위해서는 장비 제조 기업들의 R&D 투자와 함께 정부의 지원 정책이 중요할 것으로 판단됩니다.
6. 생산관리

반도체 생산관리는 반도체 제조 공정에서 매우 중요한 역할을 합니다. 반도체 제조 공정은 매우 복잡하고 정밀한 공정으로 구성되어 있어, 체계적인 생산관리가 필수적입니다. 생산관리에는 생산 계획 수립, 공정 관리, 재고 관리, 품질 관리 등이 포함됩니다. 특히 반도체 제조 공정의 특성상 공정 변동성이 크기 때문에, 실시간 모니터링과 신속한 대응이 중요합니다. 또한 공정 데이터 분석을 통한 공정 최적화, 자동화 기술 도입 등 지속적인 혁신이 필요합니다. 이를 통해 생산성 향상, 품질 제고, 원가 절감 등을 달성할 수 있습니다. 앞으로 반도체 생산관리 분야에서도 AI, 빅데이터 등 첨단 기술의 활용이 확대될 것으로 예상됩니다.
7. 품질관리

반도체 산업에서 품질관리는 매우 중요한 부분입니다. 반도체 제품은 극도의 정밀성과 신뢰성이 요구되기 때문에, 체계적인 품질관리 체계가 필수적입니다. 반도체 품질관리에는 원자재 품질 관리, 공정 품질 관리, 최종 제품 품질 관리 등이 포함됩니다. 특히 공정 품질 관리가 중요한데, 이를 위해 실시간 모니터링, 통계적 공정 관리, 불량 분석 등의 기법이 활용됩니다. 또한 첨단 분석 장비와 AI 기술을 활용한 자동화 품질관리 시스템 도입도 확대되고 있습니다. 이를 통해 제품 신뢰성 향상, 불량률 감소, 생산성 향상 등의 효과를 거둘 수 있습니다. 앞으로도 반도체 품질관리 기술의 지속적인 발전이 필요할 것으로 보이며, 이는 반도체 산업의 경쟁력 제고에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.
8. 반도체 공정별 이슈

반도체 제조 공정에는 다양한 이슈들이 존재합니다. 웨이퍼 제조 공정에서는 결정 결함, 오염 등의 문제가 발생할 수 있으며, 회로 패턴 형성 공정에서는 미세 패턴 형성의 어려움, 정렬 오차 등이 이슈가 될 수 있습니다. 박막 증착 공정에서는 막질 균일성, 스트레스 관리 등이 중요하며, 식각 공정에서는 선택비, 프로파일 제어 등이 주요 이슈입니다. 또한 검사 공정에서는 결함 검출 정확도, 검사 속도 등이 중요한 요소입니다. 이러한 공정별 이슈들을 해결하기 위해서는 첨단 공정 기술 개발, 공정 모니터링 및 제어 기술 향상, 자동화 기술 도입 등이 필요합니다. 또한 공정 데이터 분석을 통한 문제 해결 접근도 중요합니다. 이를 통해 제품 수율 및 품질 향상, 생산성 제고 등의 효과를 거둘 수 있을 것입니다.
9. 반도체 산업 경쟁력 강화

반도체 산업의 경쟁력 강화를 위해서는 다양한 측면에서의 노력이 필요합니다. 첫째, 지속적인 기술 혁신이 중요합니다. 반도체 공정 기술, 장비 기술, 설계 기술 등의 발전을 통해 제품 성능과 생산성을 향상시켜야 합니다. 둘째, 안정적인 공급망 구축이 필요합니다. 원자재 수급, 생산 능력 확대, 물류 체계 개선 등을 통해 공급 안정성을 확보해야 합니다. 셋째, 인재 양성과 R&D 투자가 중요합니다. 우수한 인재 확보와 지속적인 R&D 투자를 통해 기술 경쟁력을 강화해야 합니다. 넷째, 정부의 정책적 지원이 필요합니다. 반도체 산업에 대한 정부의 투자, 규제 완화, 인프라 구축 등의 지원이 요구됩니다. 다섯째, 기업 간 협력과 생태계 조성이 중요합니다. 설계, 제조, 장비, 소재 등 다양한 분야의 기업들이 협력하여 산업 생태계를 구축해야 합니다. 이러한 다각도의 노력을 통해 반도체 산업의 경쟁력을 지속적으로 강화해 나갈 수 있을 것입니다.
10. 반도체 무기화

반도체 기술의 무기화는 매우 우려되는 상황입니다. 반도체는 현대 사회의 핵심 인프라로서 다양한 산업 분야에 활용되고 있지만, 최근 미중 갈등 등으로 인해 반도체가 지정학적 갈등의 대상이 되고 있습니다. 반도체 기술이 군사 목적으로 활용되거나, 반도체 공급이 정치적 수단으로 이용되는 것은 매우 위험한 상황이 될 수 있습니다. 이는 글로벌 공급망 교란, 기술 격차 심화, 국가 간 갈등 심화 등의 부작용을 초래할 수 있습니다. 따라서 반도체 기술의 평화로운 활용과 국제 협력 체계 구축이 필요합니다. 각국 정부와 기업, 국제 기

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