[[반도체|반도체 제조 공정
Semiconductor Fabrication
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1. 개요
Wafer얇은 원형의 모양으로 구워낸 빵이나 쿠키를 뜻하는 단어로 가톨릭의 성체성사에서 사용하는 제병도 웨이퍼의 일종이다.[1]
현대에는 얇게 구운 빵이나 쿠키 사이에 잼이나 쿠키를 바른 과자류도 웨이퍼로 부르고 있으나 한국에서는 일본식 명칭인 웨하스가 통용되고 보통 웨이퍼라고 하면 반도체의 재료를 가리킨다.[2]
2. 반도체 제작의 바탕이 되는 소재
얇은 원형의 판으로 가공하여 사용하는 모습이 1번의 음식과 모양이 같아 불리게 된 명칭.
현대 반도체를 만드는 데 있어 그 기본이 되는 요소로 다양한 재료로 만들 수 있지만 대부분 단가, 안정성, 특성으로 인해 규소로 만든다. # [3]
한 판에 많은 반도체 다이를 뽑아낼수록 제조원가를 낮출 수 있다. CPU, RAM, GPU같은 반도체는 200mm를 거친 뒤 2020년대에는 300mm 웨이퍼에서 생산하는 것이 대세이다. 반도체 수요가 더 오른 이후에는 400, 450mm 웨이퍼의 상용화 목소리도 나오고 있다. 한편 실리콘 웨이퍼 외에 150mm가 주력인 SiC 웨이퍼는 자동차와 전력 등 아날로그 반도체 분야에 주로 사용되고 있다. 전기자동차의 배터리 전력관리 반도체로 그 중요성이 강조되었는데, 수요가 몰린다 해도 넓은 반도체에서 생산할 정도는 아니라서 작은 웨이퍼로 상대적으로 값싸게 생산하는 경향을 보인다. 그러다가 코로나19x테슬라발 전력 반도체 대란의 주인공이 되었지만.
태양광 발전에도 웨이퍼가 쓰이는데, 반도체와 마찬가지로 폴리실리콘을 원료로 사용하지만 주요 제조업체가 전혀 다르다. 순도[4]가 훨씬 낮을 뿐더러 웨이퍼 크기도 크고 사각형 형태라서 산업 장벽이 낮기 때문이다. 이로 인해 당국의 보조금 지원을 받은 중국 업체들이 업계를 독점 수준으로 장악하고 있다.[5]
더럽게 비싸다 제일 저렴한 웨이퍼도 4인치 한장당 6만원 하고 3nm용 고품질 웨이퍼는 300mm 한장당 2만달러에 육박한다. 몰론 잉곳 생산과정을 본다면 납득가는 가격이긴 하다.
2.1. 제조 방법
2.2. 제조사
| 기업 | 점유율 | 비고 |
|
[[일본|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] 신에츠 화학 |
29.8% | |
|
[[일본|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] SUMCO |
24.8% | |
|
[[대한민국|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] SK실트론 |
18.1% | |
|
[[독일|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] 실트로닉 |
14.1% | |
|
[[대만|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] 글로벌웨이퍼스 |
11.6% | |
| 2021년 300mm 실리콘 웨이퍼 기준 | ||
춘추전국시대를 거친 이후 현재는 상위 5개 회사가 90%가 넘는 시장 점유율을 가지고 있는 소수독점 산업이다. 자체 팹을 보유하고 있는 파운드리, IDM의 수요에 의존하고 있다.
[1]
반지의 제왕에 나오는
렘바스도 wafer라는 묘사가 작중에 나온다.
[2]
일본에서는 실리콘 웨이퍼를 웨하ウェハー로 호칭하고 있어 웨하와 웨하스는 어원이 같다.
[3]
인텔이 올린 22nm (
아이비브릿지,
하스웰 공정) 다이 제조 애니메이션이다.
[4]
태양광은 99.9999% 수준의 순도를 요하는 반면, 기존 반도체는 소수점에 9가 5개 더 들어가는 수준이다.(11N)
[5]
웅진에너지가 국내 유일 태양광 잉곳 및 웨이퍼 제조업체였으나, 2022년 파산을 신청했다.