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글로벌 밸류체인 분석, 반도체

글로벌 밸류체인 분석, 반도체
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기고: 반도체 글로벌투자컨설팅팀 김재훈 선임매니저

1. 반도체 기초

반도체란 무엇인가

반도체는 Semi + Conductor로 전기전도도에 따른 물질의 분류로 상황에 따라 전기가 통하거나 안 통하는 물질입니다. 규소(Si)에 비소, 칼륨, 붕소 등 불순물을 첨가(이온주입)하면 최외곽전자의 개수에 따라 N형 또는 P형 반도체로 전기가 통하게 됩니다.

직접회로(IC)란 무엇인가

산업에서의 반도체는 IC 또는 칩이라 불리는 집적회로(Integrated Circuit)를 의미합니다. 집적회로(IC)는 하나의 반도체 기판에 다수의 트랜지스터, 다이오드, 저항, 캐패시터 등 많은 소자를 초소형전자회로로 구성해 하나의 칩 안에 집적한 것입니다. 트랜지스터의 원리는 서로 다른 성질을 가진 N형, P형 반도체의 접합을 통해 전류를 제어해서 스위치 또는 증폭작용을 하는 것입니다.

디지털 단위의 이해

아날로그 신호는 빛, 소리 등과 같이 연속적으로 변하는 신호입니다. 반면 디지털 신호는 특정한값을 단위로 불연속적으로 변하는 신호입니다. 비트(bit)는 디지털에서 데이터를 처리하는 가장 작은 단위입니다. 0 또는 1, 바이트(Byte)는 8bit입니다. 1GB는 1024MB, 1024^3 X 8 bit는 8,589,934,592b로 1기가바이트 메모리카드는 85억여개의 디지털 신호로 이루어져 있습니다.

반도체 사진

반도체 초미세 공정

반도체는 경박단소(輕薄短小 : 잘 팔리고 있는 상품이 가지고 있는 '가볍고', '얇고', '짧고', '작은' 특성)를 향해 진화합니다. 미세 공정을 추구하는 이유는 모바일 기기 확산으로 부피 축소, 반도체 제조원가 절감(웨이퍼 장당 생산량 증가) 때문입니다. 초고집적반도체는 나노 단위의 크기로 선폭을 형성하는데 1나노미터는 10억 분의 1미터(10만: 1은 지구: 탁구공)입니다.

반도체 산업 형태

IDM(Integrated Device Manufacturer)은 설계에서 제조, 웨이퍼 가공, 패키징, 테스트, 판매까지 반도체 제품생산의 모든 과정을 수행하는 종합반도체회사(삼성전자, SK하이닉스, Intel 등)입니다. 팹리스(Fabless)란 반도체 생산시설(Fab)을 보유하지 않고(Less) 칩설계기술개발을 전문적으로 수행하는 기업(Broadcom, Qualcomm, Nvidia, 실리콘웍스, 동운아나텍 등)을 의미합니다. 파운드리(Foundry)는 팹리스와 반대되는 개념으로 생산시설(Fab)을 보유하고 반도체생산을 위탁 받아 제조하는 기업(TSMC, UMIC, Global Foundries, DB하이텍 등)을 지칭합니다.

2. 반도체 공정

반도체 제조 8대 공정

반도체 제조는 크게 전 공정과 후 공정으로 구분됩니다. 우선 전 공정은 웨이퍼 공정(Wafer), 산화 공정(Oxidation), 포토 공정(Photo), 식각 공정(Etching), 증착&이온주입 공정(Depositon&Ion Implantation), 금속배선 공정(Metal interconnect)이 해당됩니다. 이 중 산화 공정에서 증착&이온주입 공정은 반복됩니다. 후 공정은 EDS(Electrical Die Sorting)과 패키징(Packaging)으로 구성됩니다.

반도체 공정 그림

3. 변화가 기회

삼성전자 반도체 공정 진화 두 가지

삼성전자 변화의 핵심은 EUV(Extra Ultra Violet : 극자외선)와 시스템파운드리입니다. 삼성전자는 화성 EUV 시스템 반도체라인에 투자 중(약60K Capa)입니다. 삼성전자 화성 EUV라인에서는 최신7nm 공정제품을 생산할 것으로 예상됩니다. 7nm 공정이 적용될 제품으로는 AP, 모뎀, FPGA, CPU, GPU 등이 있습니다. 특히 모뎀칩 증가가 기대되는데 2019년 하반기에 관련 반도체 장비 투자가 증가할 것으로 전망됩니다.

반도체 공정 사진

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