[48] 현명한 반도체 투자

「책 읽는 아빠」의 2023년 마흔여덟 번째 독서

 

대한민국은 반도체 국가다. 반도체를 이해하지 못하면 대한민국 경제를 알 수 없다. 이 책의 저자 우황제 님은 대학생 시절부터 반도체 투자와 분석을 해온 개인투자자다. 연세대 전기전자공학과에서 박사학위를 취득한 박사님이기도 하다. 그의 취미는 기업과 산업을 철저히 분석하여 쉬운 이야기로 풀어쓰는 것이라고 한다. 그의 수준 높은 분석은 '호돌이투자연구소'라는 유튜브 채널에서 볼 수 있다.

 

저자의 가르침 중에 기억에 남는 걸 적어 본다.

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<차세대 반도체>

 차세대 반도체 소재로는 질화갈륨(GaN), 탄화규소(SiC) 등이 꼽히고 있다. 이들 소재가 기존의 실리콘 소재보다 우수한 점은 물질의 고유값인 밴드갭(Band gap)이 실리콘보다 훨씬 큰 와이드 밴드갭이기 때문이다. 

 

<비메모리반도체>

비메모리반도체는 데이터를 저장하는 목적이 아닌 다른 목적으로 사용되는 모든 반도체를 말한다. 전자기기의 뇌 역할을 하는 연산 반도체, 디스플레이 화면을 만들어주는 그래픽 반도체, 통신 신호를 처리하는 통신 반도체, 외부에서 들어온 빛을 감지해 전기 신호로 바꿔주는 센서 반도체, 기계장치가 정밀하게 움직이도록 구

동을 돕는 구동 반도체 등을 아우른다. 참고로 시스템 반도체는 비메모리반도체의 한 종류에 불과하다. 

 

<팹리스와 IP>

팹리스가 처음부터 끝까지 설계하는 것은 아니다. 팹리스 회사는 타사의 IP를 적극적으로 활용한다. 팹리스는 최대한 빨리 제품을 개발하는 것이 중요하기 때문에 칩의 모든 블록을 처음부터 끝까지 설계하지 않고 타사의 IP를 활용한다. 반도체 칩의 집적화는 제조 공정을 어렵게 하고 설계도 까다롭게 만든다. 이에 따라 침은 점차 블록화 되었고 기업마다 특정 블록에 전문성을 갖추게 되었다. 그래서 IP만 집중적으로 개발해서 IP 라이선스판매를 주요 사업으로 영위하는 기업들이 나타났다. 대표적인 게 영국의 ARM과 미국의 시놉시스다. 

 

<디자인하우스>

디자인하우스는 새로운 칩을 개발하는 팹리스들과는 달리 다른 팹리스의 설계도면을 제조공정용 설계도로 재설계하는 역할을 한다.

 

<나노미터>

밀리미터보다 1,000배 작으면 마이크로미터, 마이크로미터보다 1,000배 작으면 나노미터

반도체에서 가장 많이 사용되는 실리콘은 원소기호 14번이다. 실리콘 원자의 크기는 대략 0.2 나노미터다. 

 

<반도체 공정>

웨이퍼 공정

웨이퍼는 반도체를 만드는 도화지다. 12인치 웨이퍼로 무려 1,000개 이상의 반도체를 만들 수 있다. 

 

산화공정

웨이퍼 표면을 보호하는 공정으로 웨이퍼는 진공 장비에 투입한 뒤 800~1,200도에 달하는 고온에서 수증기 또는 산소를 불어넣는 방식으로 이루어진다. 이 공정을 거치면 수 밀리미터 두께의 웨이퍼 중 맨 위 표면에 수십나노미터 정도가 산화실리콘으로 변한다. 이렇게 형성된 산화막은 웨이퍼를 보호하는 보호막 역할과 전기가 흐르지 못하도록 막는 절연막 역할을 동시에 한다. 

 

포토공정

웨이퍼에 회로를 그려 넣는 공정이다. 초정밀화에 따라 극자외선(EUV) 시대가 도래하면서 네덜란드의 ASML이 독주하고 있다. ASML의 EUV 노광기는 무려 8,000개의 부품으로 구성되는데, 이 중 핵심 광학부품은 독일의 렌즈 전문기업 칼 자이스가 납품한다. 

 

증착공정

레고 블록을 쌓아 올리듯 적층 하는 공정

 

식각 공정

 특정 공간을 비워내는 공정