반도체와 TSMC 그리고 ASML

반도체 대란이라는 말 많이 들어보셨죠? 오늘은 반도체에도 종류가 있고 반도체 회사의 종류도 세 가지나 있다는 사실 알고 계셨나요? 오늘은 반도체의 종류와 반도체 회사의 종류 그리고 반도체 관련 회사까지 소개드리도록 하겠습니다.

 

목차

1. 반도체의 종류
2. 반도체 회사의 종류
3. TSMC
4. ASML

 

반도체의 종류

삼성전자와 SK하이닉스가 잘 만드는 D램 그리고 낸드플래시는 메모리 반도체의 한 종류입니다. 반도체의 종류는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 메모리 반도체는 정보를 저장하는 역할을 하고 시스템반도체는 정보를 연산하고 처리하는 역할을 합니다.

 

반도체 사업 구조

1. 시스템반도체

CPU(중앙처리장치)라는 단어 자주 들어보셨죠?  CPU는 말 그대로 컴퓨터 중심에서 모든 데이터를 연산하고 처리하는 장치입니다. 컴퓨터의 뇌라고 생각하시면 됩니다. 이러한 CPU가 대표적인 시스템반도체입니다. 컴퓨터의 뇌가 CPU라면 스마트폰의 뇌는 AP로 애플리케이션 프로세서라고 부릅니다.

2. 메모리 반도체

메모리 반도체는 CPU와 같은 시스템반도체가 열심히 연산한 결과를 저장하는 공간이라고 생각하면 됩니다. 정확하게 말하자면 IT 기기에 정보를 저장 시 사용되는 부품입니다. 메모리 반도체는 낸드플래시와 D램으로 구분합니다.

 

D램과 낸드플래시

낸드플래시

낸드플래시는 컴퓨터나 스마트폰에 사진이나 파일들이 많이 저장되어 있으면 저장 공간이 부족하다고 알림이 뜨는데 여기서 말하는 저장공간에 사용되는 반도체입니다. 낸드플래시는 속도는 느리지만 전원이 꺼져도 정보가 저장되는 특징을 가지고 있습니다. 낸드플래시로 만든 대표적인 저장 장치로는 USB와 SD카드 그리고 SSD가 있습니다.

D램

CPU가 연산할 때마다 결과를 낸드플래시에 저장하다 보면 작업 속도가 너무 느려지게 됩니다. D램은 속도가 빠른 임시저장장치라고 보면 됩니다. CPU와 낸드플래시 사이에서 데이터를 임시로 저장하여 보다 빠른 작업을 할 수 있게 도와줍니다. 하지만 임시저장이기 때문에 전원이 꺼지게 되면 저장되었던 데이터가 모두 날아갑니다. 

 

반도체 회사의 종류

 

시스템 반도체 기업

 

1. 팹리스(Fabless) - 설계만 해요!

반도체를 생산하는 제조시설을 팹(Fab)이라고 부릅니다. 팹리스(Fabless)라는 것은 직영해보면 반도체를 생산하는 제조시설이 없는 회사를 말합니다. 즉, 반도체 설계도를 만들 수 있는 기술력은 있지만 대규모의 생산 공장을 보유하지 못한 기업들을 말하는 것으로 주로 소규모 기업들이 많습니다. 하지만 애플과 같은 대기업도 팹리스로 구분되는데 아이폰이나 아이패드에 들어가는 반도체는 직접 설계하지만 생산은 위탁생산업체에 의뢰하기 때문입니다.

2. 파운드리(Foundry) - 생산만 해요!

파운드리는 반도체 위탁생산을 전문으로 하는 업체입니다. 1980년대에는 대부분의 회사들이 제품을 직접 설계하고 자체적으로 제작했습니다. 하지만 반도체의 성능이 점점 발전해가면서 추가적인 성능 향상을 위해 반도체 설계뿐 아니라 생산시 필요로 하는 기술력도 중요해졌습니다. 

 

반도체 회로를 미세하고 섬세하게 그릴수록 반도체의 성능은 향상되는데 미세하게 설계한 회로를 실제 제품으로 구현할 수 있는 기술력이 반도체 생산 시 필요해졌습니다. 그래서 이러한 기술력을 바탕으로 한 생산 전문 기업이 나타난 것입니다.

3. 반도체 종합회사 - 설계와 생산 둘다해요!

반도체 종합회사는 말 그대로 반도체의 개발과 설계 그리고 제조까지 자체적으로 소화할 수 있는 회사를 말합니다. 대표적인 회사로는 국내 삼성전자와 SK하이닉스가 있습니다.

 

TSMC

대만이라는 나라를 생각하면 무엇이 먼저 떠오르시나요? 대만은 관광지와 대만의 독특한 음식으로 유명하지만 대만에서 가장 잘하는 것은 바로 반도체 생산입니다. 대만에는 세계 1위 반도체 위탁생산업체인 TSMC가 있습니다.

 

TSMC 로고

TSMC는 반도체 파운드리 업체입니다. 위에서 설명했듯이 파운드리 회사는 설계된 반도체의 도면을 보고 이를 위탁받아 반도체를 직접 생산하는 일을 합니다. 이 시장에서 TSMC는 독보적인 시장점유율을 가지고 있습니다. 전 세계에 있는 반도체 업체 중 시가총액이 가장 큰 기업이기도 합니다.

 

ASML

TSMC라는 대만의 기업은 많이 들어보셨을 겁니다. 그럼 ASML이라는 회사에 대해서는 들어보셨나요? ASML은 네덜란드의 반도체 생산 장비 업체입니다. 위에서도 말했듯이 반도체는 미세하게 설계할수록 성능이 좋아집니다. 세밀한 반도체 설계도를 만드는 일도 어렵지만, 그 설계도를 실제 제품으로 생산할 때는 더 많은 기술력이 필요합니다.

 

ASML 로고와 노광장비

 

ASML은 스마트폰 등에 탑재되는 첨단 반도체를 생산할 때 꼭 필요한 장비를 만드는 업체입니다. ASML이 생산하는 장비의 중요성을 알기 위해서는 우선 반도체를 만드는 과정을 이해해야 합니다. 먼저 설계도에 있는 회로의 모양대로 '웨이퍼'라고 부르는 납작한 판 위에 빛을 비춥니다. 그러면 판 위에 밑그림이 그려집니다. 이때 밑그림이 그려진 부분 이외에 다른 부분을 모두 깎아내면 반도체가 되는 것입니다.

 

 

설계도대로 밑그림을 그릴 때에 여러 종류의 빛을 사용합니다. 이때 ASML은 특수한 빛을 사용할 수 있도록 해주는 장비를 만듭니다. 이 특수한 빛을 사용하면 세밀한 밑그림을 그릴 수 있습니다. 이 특수한 빛을 사용하는 장비는 EUV라는 극자외선 노광장비라고 부릅니다. 이 장비는 전 세계에서 ASML만이 만들 수 있습니다.

 

이 특별한 장비는 한대에 수척억까지 하는 고가의 장비입니다. 심지어 만들기도 어려워서 1년에 50대 정도만 만든다고 합니다. 구하기 어렵기 때문에 반도체 생산업체에서는 이 장비 확보를 위해 치열하게 경쟁한다 합니다.

 

반도체와 TSMC 그리고 ASML