반도체 산업 [4] 반도체 재료/ 장비/ 부품/ 부대 설비

2025.02.09 - [반도체 이론] - 반도체 이론 [3] 반도체 회사의 분류

반도체 이론 [3] 반도체 회사의 분류

 

 반도체 재료

 

 반도체 재료는 크게 반도체 공정이 이루어지는 '웨이퍼 재료'와 반도체 전공정을 진행하는데 필요한 '공정 재료', 반도체 패키징에 필요한 '구조 재료'로 나뉘어진다.

 

 웨이퍼 재료는 대부분의 로직 반도체, 메모리 반도체, 센서 반도체는 실리콘을 정제하여 웨이퍼로 제작한다. 실리콘(Si)는 대부분 모래에 많이 함유되어있어 모래를 고온에 녹인 후 그 안의 실리콘을 고순도로 정제한 후 식혀 웨이퍼용 실리콘을 얻어 원퉁 기둥을 만든 후 얇게 썰어 실리콘 웨이퍼를 만든다. 이러한 웨이퍼를 만들어내는 대표적인 회사는 SK실트론, SUMCO 등이 있다. 

 

 반도체 전공정 재료와 후공정 재료는 주로 재료 전문 업체들이 개발하여 제공하며, 공정에 사용되는 유기물, 가스, 세정제등의 물질은 다른 재료업체를 통해 공급받는다. 과거 일본의 소재 수출 제한 목록에 있던 불화수소(HF)나 감광제인 포토레지스트(PR)등이 이러한 반도체 재료의 예이다.

 이러한 재료는 반도체 제조 업체가 자체 개발하거나 공정 과정에서 생성하기도 하며, 재료 업체들이 제공한 물질을 통해 추가로 개발하기도 한다. 현재 반도체 재료 시장은 일본에 대부분 의존하고 있으며, 이로인해 재료 수입에 문제가 생길 시 타격이 매우 크다. 따라서, 국내에서는 소재/부품/장비 업체를 집중 육성하고 있다.

 

반도체 장비

 

 반도체 제조에 있어 장비는 매우 큰 역할을 하고있는데, 반도체 생산을 위해 준비하는 웨이퍼의 제조 및 가공을 포함해, 칩 생산, 조립 및 검사에 활용되는 모든 장비를 의미한다. 일반적으로 반도체 장비는 전공정에 70프로, 후공정에 30% 정도 사용된다. 대부분의 메이저 업체는 전공정을 담당하는 업체들이며 Applied Materials, ASML, LAM Research등이 있다.

 

 반도체 장비는 전환 속도가 빠르고 수명주기가 짧은 지식 집약적 고부가 가치 산업으로, R&D 비중이 매출액 대비 12프로정도인 투자액이 높은 산업이다. 따라서 반도체 장비 발주가 반도체 호황기에 집중되고 불황기에는 급감되는 변동폭이 큰 산업이기도 하다.

  현재 중국, 대만, 한국이 시장을 이끌고 있으며 최근에는 중국의 규모가 기하급수적으로 증가하고 있다. 또한, 미국역시 시장에 계속 뛰어들면서 미국도 위협적으로 규모를 키울 것으로 보인다.

 

 

반도체 장비 부품

 

 반도체 장비는 기본적으로 가스나 고열을 사용하기 때문에 높은 화학적, 열적 내구성을 필요로 하기 때문에 새로운 재료에 대한 연구나 부품에 대한 개발이 계속해서 이루어지고 있다. 또한, 이들을 주기적으로 화학적 세척, 세정을 통해 수명을 늘리려는 노력을 하는데, 이런것을 전문으로 하는 회사 역시 존재한다.

 대표적인 소모품으로는 MFC(Mass Flow Controller), 클램프 등이 있다.

 

 

반도체 부대설비

 

 반도체를 제조하는 공장을 '라인 (Line)'이라고 한다. 라인에서 실제로 반도체가 만들어지는 곳을 '클린룸(CleanRoom)'이라고 하며 미세먼지의 수, 온도, 습도 등을 제어하는 공간이다. 반도체는 아주 작은 먼지나 입자에도 쉽게 소자의 특성이 저하될 수 있어, 클린룸이 반드시 필요하다. 이러한 클린룸도 공간이나 제어 수준에 따라 평당 가격이 기하급수적으로 증가한다.