-반도체 생태계에 대한 설명
반도체 산업의 생태계를 좀 더 자세히 알고 싶은 분들을 위해 반도체 산업에 대해 알아보도록 하겠습니다.
지구의 자연생태계에는 다양한 생물들이 서로 영향을 미치며 살아가고 있다.
이러한 지구생태계처럼 반도체 분야에서도 다양한 형태의 기업들이 설계, 생산, 조립검사, 유통 등의 과정에서 긴밀하게 연결되어 있습니다.
이러한 관계는 자연 생태계와 유사한 수준으로 매우 밀접하게 연결되어 있으며 이러한 환경을 반도체 생태계라고 합니다.
-종합 반도체 회사
설계에서 생산, 조립, 검사, 유통까지 전 영역을 아우르는 기업을 IDM 종합반도체기업이라고 하며, 삼성전자가 IDM의 대표적인 기업이다.
삼성전자와 같은 IDM 기업은 웨이퍼 생산 설비인 팹(FAB)을 보유하고 있으며 반도체 설계, 웨이퍼 가공, 패키징 테스트에 이르기까지 반도체를 만들기 위한 일련의 공정을 수행한다.
당연히 모든 반도체 회사가 이러한 공정을 모두 갖춘 반도체를 생산하는 것은 아닙니다.
디자인만 담당하는 회사도 있고, 테스트만 하는 회사도 있습니다.
-fabness 회사
가장 먼저 눈여겨봐야 할 기업은 팹리스 기업이다.
반도체를 제조하는 생산 설비를 팹(fab)이라고 하며, 패비니스(fabiness)는 팹 공정이 없는 반도체 회사, 즉 반도체를 생산하지 않는 회사를 의미한다.
시설과 장비가 없는 기업이 무엇을 할 수 있는지 의심할 필요가 없습니다.
그들만이 가질 수 있는 강점이 있습니다.
첫째, 독자적인 아이디어와 기술을 바탕으로 반도체 칩 설계에 특화되어 있습니다.
반도체 제품 중에서 상대적으로 소규모 제품을 생산하면서도 기술의 다양성이 요구되는 시스템반도체는 주로 패비니스(Fabiness) 형태라고 할 수 있다.
이와는 반대로 팹리스가 설계한 반도체만 생산하는 기업도 있다.
이러한 회사를 파운드리 회사라고 합니다.
파운드리는 반도체 생산시설인 팹을 보유하고 있지만 설계 없이 반도체 위탁생산에만 집중하는 기술서비스 기업이다.
물론 팹을 운영하기 위해서는 생산설비를 구축해야 한다.
이 공정에 들어가는 금액은 수십조 원에 달하고, 투자비가 높고, 공정 기술을 독자적으로 개발해야 하며, 당연히 높은 수준의 생산 기술이 필요하기 때문에 모든 기업이 반도체를 생산할 수 있는 것은 아니다.
파운드리는 이 수많은 팹리스 업체들의 수요가 모이는 생산기지 역할을 하게 된다.
여기에는 팹리스와 파운드리 사이의 다리 역할을 하는 회사도 있다.
이러한 회사를 디자인 하우스라고 합니다.
-디자인 하우스
디자인하우스는 페니스컴퍼니에서 설계한 반도체 설계의 청사진을 다시 디자인의 파운드리 생산공정에 최적화된 설계 서비스를 제공합니다.
그렇다면 디자인하우스는 왜 설계도면을 따로 설계하는 것일까? 이것은 건물의 건축에 비유하면 쉽게 이해할 수 있습니다.
건물을 짓는 것은 당연하지만 건물의 외관을 확인하기 위해 조감도를 그려서 초기 설계를 한다.
물론 조감도만으로 건물을 지을 수는 없다.
따라서 조감도와 초기 설계를 통한 기본도면을 바탕으로 작업을 진행하는 것이 필요하다.
상세한 건축자재를 선정하고 이를 놓을 장소에 대한 상세한 설계를 해야 한다.
디자인 하우스의 경우에도 파운드리에서 실제 제품으로 가공할 수 있도록 팹에서 설계한 회로도를 자세하게 설명하는 문서를 작성한다.
요컨대 디자인만 하는 회사는 fabnics, 디자인을 생산에 적합하도록 최적화하는 디자인 하우스, 마지막으로 생산을 담당하는 파운드리 회사입니다.
이렇게 정리하면 반도체 생태계에 포함되는 IP 기업도 있다.
일반적으로 ip는 지적재산권을 의미하는 용어이지만 반도체 생태계에서는 그 의미가 매우 다르다.
팹리스 업체가 회로를 설계할 때 IP 업체는 특정 설계 블록을 미리 만들어 이를 활용해 설계 기간을 단축한다.
한마디로 이미 가지고 있는 특정 설계 블록을 제공하여 설계 기간을 단축합니다.
이미 보유하고 있는 디자인 기술을 제공하고 지적재산권에 대한 로열티를 받는 형태의 회사다.
-후속 기업
이 과정에서 반도체 회로의 테스팅과 패키징을 총괄하는 후가공 전문업체인 5시시가 등장한다.
특히, AP를 구성하는 부품이 개별 소자마다 다른 반도체 시스템에서는 다양한 형태의 소량 생산으로 생산되고 있다.
또한 파운드리에서 생산된 반도체 회로를 조립하고 테스트하는 것부터 패키징에 이르기까지 반도체 후가공을 전문으로 한다.
이 회사들도 최근 많은 관심을 받고 있습니다.
1980년대에도 팹리스와 파운드리의 구분은 존재하지 않았다.
1세대 시스템반도체 업체의 경우에도 직접 설계·생산하는 형태로 생산이 이뤄졌다.
그렇기 때문에 진입 장벽이 매우 높아 아무도 들어갈 수 없었습니다.
그 당시 파운드리 회사가 나타났습니다.
한 때 위탁 생산을 시작한 이후 다양한 팹리스 업체들이 늘어나는 계기가 됐다.
-결론
정리하면 반도체 설계 블로그를 제공하는 아이피컴퍼니, 아이피컴퍼니의 디자인 블록을 이용해 반도체 설계만 담당하는 팹리스기업, 팹리스기업의 디자인을 계승해 파운드리에서 생산할 수 있도록 도와주는 디자인하우스 등이다.
공장, 반도체 칩 생산을 담당하는 파운드리 회사, 마지막으로 파운드리 회사에서 생산한 웨이퍼를 칩으로 개별 포장함과 동시에 품질 검사를 하는 공정. 반도체 생태계는 다양한 기업들이 역할을 분담하거나 여러 프로세스를 수행하면서 긴밀하게 협력하는 것으로 요약할 수 있습니다.
이번 콘텐츠를 통해 반도체 유니버스의 윤곽을 어느 정도 확인하셨기를 바랍니다.