시스템 반도체와 메모리 반도체

우리는 뉴스 등을 통해 ‘시스템 반도체’, ‘메모리 반도체’의 용어를 자주 접하게 된다. 

이러한 반도체는 다양한 산업에서 사용되고 있지만 특히 컴퓨터 산업에 많이 사용된다.

컴퓨터는 입력  처리  출력의 프로세스로 작동하게 된다.

이중 반도체는 ‘처리’를 담당한다.

시스템 반도체는 주어진 명령을 해석하고, 연산을 진행하는 등 전 과정의 제어를 하는 두뇌 역할을 한다.

인텔, AMD가 이 분야의 강자인 CPU(Central Processing Unit)가 대표적인 시스템 반도체이다.

메모리 반도체는 “Memory” 즉, 기억을 의미한다.

짧은 시간 또는 긴 시간 동안의 기억을 담당한다. 

짧은 시간, 즉, 단기 기억을 담당하는 것이 RAM(Random Access Memory) 이다. 이는 휘발성 메모리라고도 하며 저장되지 않고 사라지는 ‘기억’이다.

장기 기억을 담당하는 것은 ROM(Read Only Memory)이라고 한다. 비휘발성으로 사라지지 않는 ‘기억’이다.

이러한 반도체는 어떻게 만들어 질까?

과정을 살펴보면, 반도체의 제조는 먼저 설계도면을 만든다. 그 후 도면에 맞게 웨이퍼를 제조하게 되고, 테스트 및 패키징하여 유통이 되어진다.

이러한 반도체 제조과정은 상당한 기술력이 필요하기 때문에 분업화가 꽤 잘 되어있다.

이 분업을 살펴보면,

IDM(Integrated Device Manufacturer)

위 과정을 전부 수행하는 회사에는 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론, 인텔 키옥시아, WDC 등이 있으며 이러한 회사를 IDM(Integrated Device Manufacturer)이라고 한다.

하지만, 이렇게 많은 공정을 전부 수행하기에는 많은 노력이 필요하기 때문에 반도체 시장에서는 아래와 같이 분업화가 되어있는 것을 확인할 수 있다.

Chipless(칩리스)

이러한 기업의 형태는 대표적으로 IP(Intellectual Property)기업이라고 한다. 반도체 생산에 직접적으로 참여하는 것이 아니라 설계에 필요한 특허를 제공하고 그에 상응하는 로열티를 받는 형태이다.

ARM, 시놉시스, 케이던스가 대표적인 칩리스 기업이다.

Fabless(펩리스)

팹리스는 반도체 시장의 기획자라고 한다.

빠르게 변화하는 시장의 니즈를 파악하여 적재적소에 적합한 반도체 기획 및 설계를 한다. 실물을 생산하는 반도체 공장을 운용하는 것이 중요하다고 생각할 수도 있지만 반도체의 설계는 반도체 공정 중에서도 어렵고 또한 중요한 영역이다.

여기에 AMD, 애플, 퀄컴, 미디어텍, 엔비디아가 있고, 우리가 흔히 접하는 IT 기업들의 대다수가 여기서 이름을 확인할 수 있다.

Foundry(파운드리)

파운드리는 우리가 매체를 통해 자주 접했던 용어이다. 여기에 대한민국의 대표기업 삼성전자가 있기 때문이다.

파운드리는 반도체 설계에는 관여하지 않고, 설계를 담당하는 팹리스에서 의뢰한 반도체를 제작한다. 팹리스 기업의 수는 점차 늘고 있지만 파운드리 기업의 수는 적고, 진입장벽 또한 높아 “슈퍼 을”의 위치에 있다.

OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and test)

어셈블리 기업, 패키지 기업이라고 불리는 테스트 및 패키지를 전문적으로 하는 기업을 일컫는다.

패키징이란 웨이퍼 위에 반도체를 칩 단위로 자르고, 이 칩을 기판에 얹어 전기적으로 연결하고 포장재를 씌우는 공정을 말한다. 단순하고 쉽게 느껴질 수 있지만 상당히 까다롭고 전문성이 필요한 부분이다. 이렇게 완성된 반도체는 유통과정을 통해 판매가 되어진다.