1. 반도체란?
- 정의: 반도체는 전기 전도성이 도체(구리 등)와 부도체(유리 등) 사이에 있는 물질로, 실리콘(Si)이나 게르마늄(Ge) 등이 대표적.
- 특징: 전류의 흐름을 제어할 수 있어 트랜지스터, 다이오드, 집적회로(IC) 등의 핵심 소재로 사용.
- 활용: 스마트폰, 컴퓨터, TV 등 현대 전자제품의 핵심 부품.
2. 반도체 제조 공정
반도체 칩은 웨이퍼(얇은 실리콘 원판) 위에 복잡한 공정을 거쳐 만들어집니다. 주요 공정은 다음과 같습니다:
- 웨이퍼 준비: 고순도 실리콘을 얇은 원판 형태로 가공.
- 포토리소그래피(Photolithography): 빛을 이용해 웨이퍼 위에 미세한 패턴을 그리는 공정.
- 에칭(Etching): 불필요한 부분을 화학적으로 제거해 패턴을 형성.
- 증착(Deposition): 웨이퍼 위에 얇은 막(금속, 절연체 등)을 쌓는 공정.
- 이온 주입(Ion Implantation): 불순물을 주입해 전기적 특성을 조정.
- CMP(화학기계적 연마): 웨이퍼 표면을 평탄화.
- 패키징: 완성된 칩을 보호하고 외부와 연결할 수 있도록 포장.
3. 반도체 장비의 종류
반도체 제조 공정에 필요한 주요 장비는 다음과 같습니다:
- 스테퍼/스캐너(Stepper/Scanner): 포토리소그래피 공정에서 빛을 웨이퍼에 투사해 패턴을 그리는 장비. (예: ASML의 EUV 장비)
- 증착 장비(Deposition Equipment): CVD(화학기상증착), PVD(물리기상증착) 등으로 박막을 형성. (예: Applied Materials, Lam Research)
- 에칭 장비(Etch Equipment): 건식 에칭(플라스마) 또는 습식 에칭으로 패턴을 가공. (예: Tokyo Electron)
- 이온 주입기(Ion Implanter): 불순물을 고속으로 주입해 전기적 특성 변경.
- 검사/측정 장비(Metrology/Inspection): 웨이퍼의 결함을 감지하거나 치수를 측정. (예: KLA Corporation)
- CMP 장비: 웨이퍼 표면을 매끄럽게 연마.
4. 주요 반도체 장비 제조사
- ASML: EUV(극자외선) 리소그래피 장비의 세계 1위.
- Applied Materials: 증착 및 에칭 장비 분야 선두.
- Lam Research: 에칭 및 세정 장비 전문.
- Tokyo Electron(TEL): 다양한 공정 장비 제조.
- KLA Corporation: 검사 및 측정 장비의 리더.
5. 반도체 장비의 중요성
- 미세공정 경쟁: 반도체는 점점 작고 고성능화되고 있음. (3nm, 2nm 공정 등)
- 첨단 기술 의존: EUV 장비와 같은 고정밀 장비는 반도체 성능과 효율을 결정.
- 글로벌 공급망: 반도체 장비는 소수 기업이 시장을 독점하며, 글로벌 공급망에서 핵심 역할.
< 최근 트렌드 >
- EUV(극자외선) 기술: 차세대 반도체 제조를 위한 핵심 기술.
- AI와 5G 수요 증가: 고성능 반도체 수요가 급증하며 장비 시장도 성장.
- 국내 기업: 삼성전자와 SK하이닉스가 글로벌 반도체 제조 선두에 있으며, 이들 기업의 장비 수요도 증가.