반도체

반도체는 도체와 부도체의 중간 정도의 전기 전도성을 가지는 물질이다. 반도체는 온도가 올라가면 저항이 낮아지는 특성을 가지고 있다. 규소와 저마늄이 대표적이며, 갈륨비소·갈륨질소·알루미늄비소 등도 반도체이다. 특히 불순물 없이 반도체가 되는 물질을 진성 반도체(intrinsic semiconductor)라고 부른다. 반도체 물질에 불순물을 더하면 도체 또는 부도체로 사용할 수 있으며 이러한 반도체는 불순물 반도체(extrinsic semiconductor)라고 부른다. 반도체는 아름답고 신비한 전기적 특성으로 전자공학에서 아주 중요한 역할을 한다.

반도체는 원자가띠(balance electron band)와 전도띠(conduction band) 사이에 약간의 에너지 틈이 있다. 이것을 띠틈(band gap)이라고 하는데, 이 띠틈이 절연체에 비해 아주 작은 수준이라 온도 또는 불순물의 첨가로 충분히 극복할 수 있다.

반도체 제조사

장비 및 원재료 공급사

반도체 장비, 반도체 원부재료를 전문적으로 공급하는 업체들이 있다. 대부분 미국, 일본, 유럽 메이커가 메이저 벤더로 들어와 있으며 한국 메이커들은 웨이퍼나 가스류를 제외하면 서브벤더로 많이 들어간다. 장비 제조사로는 네덜란드의 ASML, 미국의 어드밴스드 머티리얼(AMAT)·램 리서치(LAM), 일본의 도쿄 일렉트론, 한국의 주성엔지니어링·세메스 등이 있다. 반도체 원부재료를 공급하는 업체로는 한국의 동우화인켐·대성산업가스·SK실트론·SK머티리얼즈, 일본의 신에츠화학, 미국의 선에디슨 등이 있다.

반도체 제조사

반도체 제조사는 사업 범위에 따라 크게 네 종류로 나뉜다.

종합 반도체 기업(IDM; Integrated Device Manufacturer)은 인하우스로 모든 반도체 제조 공정을 실시하는 회사이다. 한국에는 삼성전자 DS부문 메모리사업부·시스템LSI사업부와 SK하이닉스가 이에 해당하고, 미국에는 인텔과 마이크론테크놀로지가 있다. 그 외에도 유럽 지역에는 NXP반도체, STMicroelectronics, 인피니온테크놀로지스 등이 여전히 영업중이며, 일본에도 도시바와 르네사스테크놀로지 등이 연명하고 있다.

팹리스(Fabless)는 반도체 제조공정 중 전공정을 파운드리에 위탁하고 자신은 설계와 판매만 담당한다. AMD, NVIDIA, ARM, 퀄컴, 마벨테크놀로지, 브로드컴 등 유명한 반도체 회사들 모두가 팹리스 회사이다. 한국에는 실리콘웍스가 대표적인 팹리스 회사이다.

파운드리(Foundry)는 1980년대에 새롭게 등장한 형태로, 제조 공장과 제조 기술만 가지고 전공정(Front-end)을 전문적으로 대행하는 회사이다. 대만의 TSMC·UMC, 미국의 글로벌파운드리 등이 대표적인 파운드리이다. 국내 업체로는 삼성전자 DS부문 파운드리사업부와 동부하이텍이 규모 있는 파운드리이며, 그 외에 하이닉스반도체의 불우한 자손들인 매그나칩반도체와 SK하이닉스시스템IC가 상대적으로 영세한 규모의 파운드리 사업을 하고 있다.

어셈블리 또는 패키지사는 후공정(Back-end)을 전문으로 하는 회사이다. IDM이나 파운드리에서 생산한 웨이퍼 완제품을 받아다가 테스트와 패키지, 모듈화를 거쳐 하나의 칩 또는 모듈 형태로 완성하여 납품하는 회사이다. 한국이 1950년대 말 처음으로 반도체 산업에 진입할 때 패키지로 시작했다는 사실은 의외로 알려져 있지 않다. 여전히 국내에 상당히 많이 있으며 앰코테크놀로지코리아, JCET/스태츠칩팩, 시그네틱스 등이 국내 업체이다.