웨이퍼 크기와 파운드리 산업에 관해서

웨이퍼의 일반적인 규격, 12인치, 8인치가 많고 6인치 이하는 많지는 않다. 

https://www.ferrotec-global.com/tech_1_2.php

 

한 10년마다 새로운 웨이퍼의 크기가 나와서 사용되었고, 8인치인 200mm 웨이퍼는 1990년도부터 본격적으로, 300mm웨이퍼는 2001년부터 본격적으로 사용. 현재는 대부분 8인치와 12인치 웨이퍼를 사용중이다. 

http://www.semimedia.cc/?p=1934

웨이퍼를 왜 전부 원형으로 만드는지, 왜 크기를 키우는게 어려운지는 아래 글에.. 

웨이퍼의 크기를 키우는 건 왜 어려울까

 

 

웨이퍼는 왜 다 원형일까

 

8인치와 12인치 파운드리는 웨이퍼 크기만 다른데, 생산하는 제품 크기와 성격이 다들 많이 다르다. 12인치는 메모리반도체와 로직반도체 생산에 대부분 사용되고, 8인치는 개별소자(Discrete)와 아날로그 반도체의 생산이 많다. 왜 이런 차이가 생기는 걸까. [아래 자료 링크]

대신증권 이수빈 위원님의 반도체 자료 (SK그룹 반도체 소재 전략, 2019.12) 

찾아보면 가장 많이 나오는 설명은 8인치 팹은 다품종 소량생산, 12인치 팹은 소품종 대량생산에 상대적인 강점이 있다는 것이다. 설명을 보면 대체로 맞긴 하다. 12인치 팹은 표준화된 제품을 대량으로 찍어내는 메모리의 비중이 가장 높고, 8인치 웨이퍼는 제품의 크기와 규격이 크게 상이한 개별소자와 아날로그 반도체가 많다. 

대신증권 이수빈 위원님의 반도체 자료 (SK그룹 반도체 소재 전략, 2019.12)

아래 기사에 아날로그 반도체(인간이 느낄 수 있는 정보를 디지털로 변환)가 무엇인지, 8인치 팹의 장점이 무엇인지 잘 적혀있다.

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(1) 아날로그 반도체들은 선폭이 너무 미세하면 오히려 퍼포먼스가 저하되기도 하기에, 미세공정에 대한 필요성이 덜하다. 대표적으로 전력반도체 같이 고압 고전류가 흐르는 반도체의 경우 선폭이 너무 낮으면 열 통제가 안된다. 

(2) 다품종 소량생산을 하며 넓은 천에 여러 옷을 재단하듯이 한 웨이퍼에 여러 제품이 들어가며 자투리가 발생할텐데, 이 과정에서 12인치보다 8인치에서 자투리가 덜 나온다는 것. 

(3) 그리고 기사에는 없지만, 기본적으로 12인치 팹에 비해 8인치 팹이 더 저렴했기 때문일 것. 

동부하이텍 실적 호전 이끄는 '아날로그 반도체'는 무엇?

12인치 팹의 공정은 8인치에 비해 훨씬 더 미세한데, 이는 생산 단가상의 이유가 있기도 하다. 미세 공정의 경우 포토마스크도 더 들어가고, 장비도 더 비싸고, 웨이퍼 한장에 들어가는 돈이 더 비싸다. 12인치 웨이퍼의 면적은 8인치 웨이퍼의 면적보다 약 2.25배가 높은데, 어차피 미세공정에 돈 쏟을거면 12인치 웨이퍼를 쓰면 장당 비용이 거의 절반 가까이 떨어지는 것이다. 아래는 웨이퍼 면적별 노드의 생산단가 모델링. 좀 오래 된 자료라 지금이랑은 또 다를 것 같다. 

https://www.tel.com/museum/magazine/material/150430_report04_03/02.html

대체로 제품군별로 아래와 같은 노드에서 생산된다. 

삼성증권: 중국 반도체 산업, 2020년 9월 7일

최근 이슈가 된 이유 중 하나는, 여러 이유로 8인치 팹에서 생산해야하는 제품이 많은데 8인치 팹의 공급량이 거의 늘어나지 않는다는 것. 대형 팹들이 12인치 장비에 천문학적인 돈을 쏟다보니 8인치는 장비 자체가 없고 중고 장비가 대부분이다. 그리고 CAPEX가 12인치처럼 계속 공격적으로 유지 되지 않아왔다. 기존 장비의 수명을 10~15년정도 연장하는 정도의 CAPEX가 이뤄진게 사실. 그리고 장비가 없으니 신규 업체가 진출할 수도 없다. 

[넘버스]반도체 시장 ‘8인치 르네상스’는 계속된다

그런 이유로 아래와 같은 이런 기사가 나오는 것 같다. 8인치 파운드리 부족. 

DB하이텍, 파운드리 생산단가 최대 20% 인상 - 전자부품 전문 미디어 디일렉

자료 양식을 보니 뭔가 모건스탠리 보고서에서... 가져온 내용 같은데 아래 페이지에 8인치 팹에 대한 아주 자세한 정보가 적혀있어 많이 참고했다. 

Analyze the key factors and prospects of electronic components shortage from the perspective of wafer industry