[투자] 상식이 되어버린, 반도체 공정

반도체는 설계·생산·조립·검사·유통의 과정을 거치는데, 이 모든 역할을 커버하는 기업을 종합반도체기업(IDM, Integrated Device Manufacturer)이라 한다. IDM는 생산을 위한 팹(fabrication facility, 웨이퍼 제조설비)을 건설하기 위해서는 수 조원 규모의 자본이 필요하기에, 주로 대기업(삼성전자·SK하이닉스·인텔·마이크론·텍사스인스트루먼트 등)이 해당된다. 팹에서 수 억원을 호가하는 웨이퍼를 만드는데, 웨이퍼(wafer, 얇은 원형의 쿠키)는 회로가 새겨지는 평평한 원형의 실리콘판을 말한다. IDM 외에도, 특정한 역할을 수행하는 다음의 전문기업들이 있다.

칩리스(IP기업)
팹리스
디자인하우스
파운드리
OSAT

 

팹리스(Fabless)는 반도체 설계를 전문으로 하는 기업으로, 무리한 투자위험을 회피하기 위해 전략적으로 팹을 갖추지 않는 비즈니스 모델이다. 외주를 통해 생산된 칩의 소유권·영업권은 가진 팹리스는 자사의 브랜드로 판매하는데, 대표적으로 엔비디아·AMD·퀄컴·브로드컴·미디어컴 등이 있다. 시스템반도체(다품종 소량생산)가 주로 팹리스의 형태를 가진다. 팹리스는 백앤드디자인(back end design)을 직접 수행하지 않고 디자인하우스에게 용역을 준다. 디자인하우스(Design House)는 팹리스의 설계를 파운드리 생산공정에 적합하도록 최적화된 디자인서비스를 제공하는데, 제조용 설계도면을 만든다고 볼 수 있다. 이전 글 <이름만큼 멀리 내다 본, 팔란티어>에서 반도체 파운드리(Foundry, 금속주조공장)는 특정설계를 기반으로 반도체칩을 생산하는 역할을 한다고 언급했었다.

 

팹리스는 칩을 설계하고, 파운드리는 이를 위탁받아 자체 팹에서 생산한다.

 

반도체산업에서 IP(intellectual property)는 특정한 기능·설계를 수행하는 회로·모듈에 대한 설계정보를 의미하며, 칩리스(IP기업)는 팹리스와는 수익모델이 다르다. 칩리스는 팹리스·IDM·파운드리에 셀 라이브러리(cell library, 표준 셀의 집합)를 제공하면서, 그 반대급부로 IP사용에 따른 라이선스료·로열티를 받는다. 칩리스는 설계라이선스를 판매할 뿐 자사브랜드로 제품을 생산하지 않지만, 팹리스는 외주 생산제품에 자사브랜드를 사용한다. 파운드리는 IP를 자체설계하기도 한다.

 

팹공정과 패키징공정을 마친 반도체는 테스트를 거치게 되는데, 이를 수행하는 테스트 전문기업이 있다. OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly And Test, 외주패키지테스트)는 후공정(패키징·테스트) 수탁기업으로, 어셈블리(내지 패키징기업)이라고도 불린다. 패키징(packaging)은 팹 공정을 통해 만들어진 웨이퍼에 있는 수백 개의 칩을 낱개로 잘라내어 기판이나 전자기기에 장착되기 위해 포장하는 작업이다.