1, 반도체 기업의 분류
<1>IDM (Integrated Device Manufacturer)
(1)종합 반도체 기업으로 설계 ,제조,패키징 ,테스트를 모두진행하는 기업
(2)국내 사장기업으로는 대표적으로는 삼성전자 ,SK하이닉스
국외 기업으로는 인텔 ,마이크론 ,텍사스 인스트로먼트 ,ST마이크로,
인피니언 ,르네사스등
<2>팹리스 (Fabless)
<3>파운드리 (Foundry)
<4>OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Test)
2.반도체 공정
<1>IP기업 (칩리스 Chipless)
(1)IP는 재사용 가능한 매크로블록으로 이를 제공하는기업
(2)예를 들면 기업으로는 ARM ,시놉시스 ,케이던스
<2>팹리스(Fabless)
(1)공장은 없고 설계를 전문으로 하는 기업
(2)예를 들면 기업으로 브로드컴 , 퀄컴 ,엔비디아 ,미디어텍 ,AVD
<3>디자인 하우스 (Chipless 칩리스 )
(1)팹리스 기업이 설계한 디자인을 파운드리 기업의
제조라인에 맞게 설계
(2)예를 들면 기업으로는 GUC ,에이디테크놀로지
<4>파운드리 (Foundty )
(1)팹리스기업으로 부터 생산을 위탁받아 진행하는 기업
(2)예를 들면 기업으로는 대만의 TSMC ,삼성파운드리 ,
글로벌파운드리 ,UMC
<5>조립및 검사(OSAT)
(1)제조된 반도체를 패키징과 테스트를 진행하는 기업
(2)예를 들면 기업으로 ASE, 앰코,JCET등
※ 참고 해설
(1)최선단에서 반도체 IP를 생산하는 기업 침리스 기업이라하는데
IP 업체가 IP를 생산하게되면 팹리스 업체들이 받아서 반도체를 설게하게됩니다
일반적으로 팹리스업체들이 반도체를 설계하게되면
파온드리 업체가 팹리스 업체가 설계한 칩을 가지고 생산을 하게
되는데 팹리스와 파운드리 업체 사이에 디자인 업체가 있는데요
디자인 업체는 파운드리 업체가 잘생산 할수있도록
다시한번 설계를 하는 업체를 말합니다
(2)최근 온디바이스 AI 인공지능이 부각되면서 반도체 IP
업체들 팹리스 업체들 디자인 하우스 업체들이 본격적으로
부각되기 시작했는데 국내 반도체 업체중에 반도체
IP를 생산하는 업체는 대표적으로 칩스앤미디어(093360)
,퀄리타스반도체 (432720) .오픈엣지테크놀로지가 있고
이들업체가 온디바이스 AI 호재로 대장주로 부각되고 있습니다
(3) 팹리스 업체에서도 제주반도체 ,텔레칩스가 대표적이고
디자인하우스 같은 경우에는 가온칩스,에이디테크놀로지 (200710)
에이직랜드(445090 신규상장 ,TSMC의 국내 유일한 고객사로 부각 )
(4)최종적으로 파운드리 업체들이 반도체를 생산하게되고
그다음으로 반도체 후공정에서 제조된 반도체를
패키징과 테스트를 하는 업체가있가 있습니다
(5) 과거에는 반도체 전공정 업체들이 시장의 주목을 받았다면
반도체 미세공정이 부각되면서 첨단패키징이 부각되고 있는데요
OSAT(오사트)업체들도 눈여겨 볼필요가있습니다
3,반도체 8대 공정
<1>웨이퍼공정 <2>산화공정 <3>포토공정 <4> 식각공정
<5>박막. 증착공정 <6>금속 배선공정 <7>테스터공정 <8>패키징 공정
<1>웨이퍼공정
(1)잉곳(INGOT)만들기 --모래에서 실리콘 추출후 정제
(2)잉곳 절단하기 (SILCING)--균일한 두께의 웨이퍼로 절단
,얇게 절단할수록 제조비용이 절감
(3) 웨이퍼 표면 연마하기 -절단된 웨이퍼는 표면이 거침
,웨이퍼 표면을 매끄럽게 갈아냄
웨이퍼 관련기업으로는 일본기업들이 가져가고 있는데
SK실트론 자료에 의하면 2022년 신예츠 점유율 30.50% ,
섬코 점유율 24.20% ,SK실트론 비상장기업 17.10% ,실트로닉 13.40%,
글로벌웨이퍼스 11.20% ,기타 3.50%입니다
2023년 2월1일자 신문을 보면 SK실트론은 구미 반도체
웨이퍼증설에 1조 2000억투자한다는 뉴스가 있었고요
2023년 3월8일자 기사를 보게되면 8천억 투자 차세대
웨이퍼를 생산할때 장비에 투자한다는 기사가 나왔기 때문에
2024년 부터 반도체 업황이 정상화 된다고 합니다
웨이퍼 업체가 투자를 한다는것은 반도체 업황이 좋아
지다고 보기 때문에 반도체 쪽으로 수익이 날것으로 봅니다
<2>산화공정
웨이프 공정이 마무리 되면 산화공정이 진행되는데요
(1)실리콘 웨이퍼위에 보호박씌우기
--오염물질및 불순물 진입 차단 ,전류의 흐름을 차단
(2)산화공정 관련 관련주 Dry cleaning 생산
①피에스케이 :Dry cleaning 매출은 크지 않고
피에스케이홀딩스에서 전공정 장비 부분만 독립하여 설립된 반도체
장비 회사로 PR Strip 장비 글로벌 1위 기업이고 pr strip
매출이 늘어나는가를보고 투자하면됩니다
(3)산화 공정 관련주 RTP 장비생산 (웨이퍼 고온처리)
①AP시스템 :반도체 뿐만아니라 디스플레이 ,2차전지도 생산하는 업체
②원익 IPS: RTP 장비도 생산하지만 증착 장비도 생산합니다
증착 장비에 비중을 두어 매출이 나는지 보면됩니다
<3>포토공정
반도체의 회로를 그리는게 포토공정으로 보시면됩니다
(1)반도체 회로 그려넣기
①웨이퍼에 감강액 바르기
②포토마이크로 회로 패턴 그리기
(2)포토 공정 관련주
①동진쎄미켐 :삼성전자와 SK하이닉스에 공급하고
내년 하반기에 실적이 드라마틱하게 상승할것으로 봅니다
2차전지 사업도 합니다
②에스앤에스텍 :
플랭크 마스크를 생산하는 업체입니다
③에프에스티: 펠리클 마스크를 생산하는데
포토마스크를 보호하는 역활을 합니다
④오로스테크놀로지 :
Over lay 장비를 생산하는 업체인데
포토 회로가 잘그려 졌는지 검사하는장비입니다
<4>식각공정
(1)포토레지스에서 불필요한 부분을 식각 공정을
통해서 제거를 하는것입니다
(2)관련주로는
①습식 식각 공정에 사용되는 Wet Etchant생산
습식은 액체로 불필요한것을 제거
:솔브레인 ,한솔케미칼 ,이엔에프테크놀로지
②건식 식각 공정에 사용되는 가스 생산
건식은 액체를사용하지 않고 가스를 사용하여 제거
:후성 ,원익 머티리얼즈 ,오션브릿지 ,백광산업
③건식 식각 공정에 사용되는 포커스링 생산
팸브안에서 웨이퍼를 잡아 주는 역활을 포커스링이라합니다
포커스링 생산업체의 마진율이 굉장히 좋습니다
:티씨케이 ,하나머티리얼즈 ,월텍스 ,케이엔제이
티씨케이 ,하나머티리얼즈는 에프터마켓으로 마진율이
에프터 마켓보다 20%싸다
월텍스 ,에프터 마켓은 에프터 마켓인데
반도체 경기가 안좋았어도 실적이 좋았습니다
내년에도 눈여겨 볼필요가있습니다
④건식 식각 장비업체 :세메스 ,에이피티씨
⑤식각 공정후 남아있는 PR제거하는 ASHINGR공정
소모성 부품인데 영업이익율이 30%정도 나옵니다
업황이 살아나면 실적도 가파르게 살아납니다
:피에스케이 (글로벌 기업 1위기업 )
<5>박막.증착공정
(1) 방막(thin film)및 증착(deposition)공정
웨이퍼위에 원하는 분자 원자 단위 물질을 박막의
두께로 입혀 전기적 특서을 갖게하는 과정
(2)증착방법 종류
(1)화학 기상 증착 :도체 ,부도체 ,반도체 박막 증착에 사용한다
①A재료인 B물질과 이와 반응하는 C물질을 준비한다
②B물질과 C물질을 반응시켜 A물질을 만든다
③A 물질이 웨이퍼에 흡착해 증착한다
(2)물리 기상 증착 ;금속 박막 증착에 주로 사용한다
①고체 형태의 A물질을 준비한다
②A물질에 이온빙을 날려 보낸다
③이온빙을 맞은 A물질에서 스터티링이 발생한다
④스퍼티링으로 인해 A고체에서 떨어져
나온 A입자가 웨이퍼에 증착한다
(3) 이온 주입 공정 (임플란트 공정)
반도체가 전기적 성질을 가지게 되려면
증착막에 이온 주입 공정 수반되어야합니다
관련주로는 원익 머티리얼즈 (임플란트용 가스인
BC13,PH3공급)
(4)화학층 원자층 반도체 증착 장비 관련주
①유진테크 (CVD화학적 기상 증착 ,ALD 원자층 증착 )
②원익IPS ( CVD화학적 기상 증착 ,ALD 원자층 증착 )
③테스 ( CVD화학적 기상 증착 )
④주성엔지니어링( ALD 원자층 증착)
:SK 하이닉스 매출이 높다
(5)ALD 프리커서 (PRECURSOR) 박막 증착 관련주
이산화 수소사용 전기 배선간의 절연막 형성
①한솔 케미칼
②디엔에프 :반도체 매물이 높다
③레이크머티리얼즈 :반도체 뿐만 아니라 태영광 석유화학
다양하게 매물이 있습니다
④오션브릿지
⑤덕산테코피아 :반도체 낸드 업황이살아나면 매출이 늘어난다
⑥솔브레인
⑦메카로
<6>금속배선공정
반도체 회로도에 전기를 통하게 하는 공정
알루미늄 텅스텐 구리들을 통해 전기적 신호 전달
금속 공정 배선 공정을 통해야 반도체도 특성을 갖습니다
웨이퍼 구리도금 장비로 Lam Research 78% 점유률
Applied Materials 17%점유률로 국내기업은 거의 없습니다
---------------------------------------------------------------여기까지가 반도체 전공정
<7>CMP 공정
울퉁 불퉁한 상태로 작업하면 불량율이 높아지겠죠
평탄하게 하는 공정을 CMP 공정이라합니다
화학적 반응과 기계적 힘을 이용하여 웨이퍼 표면을 평탄화 ,연마제 역활
(노광 공정에서 불균형한 막질이 초점의 부정확성 야기 )
CMP 공정 관련주
(1)CMP Slurry(연마제 역활 )
케이씨텍 ,솔브레인
(2)CMP 패드
미국 다우 케미칼이 사실상 독점
SK엔펄스 (비상장,SKC자회사)
(3)CMP 장비
Applied Materials (점유율 68%)
일본 Ebara (점유율 26%)
한국 케이씨텍 (점유율 3%)
<8>세정(Cleaning) :
복합적 메트리스를 구성하여
잔류물을 제거한다 ,
개별단위 공정 사이 공정의 잔여 이물질 제거
반도체 수율과 직결되며 전체 반도체 공정의 약15% 차지
Cmp 공정의 step 수가 늘어 날수록 세정 공정 수요증가
(1)습식세정(Wet cleaning)
(2)건식 세정 (Dry cleaning)
①페수가 발생하는 H2O2사용하지 않음
②장비 가격이 비싸다
(3)증기세정 (vapor cleaning)
※세정소재 업체로는
(1)한솔 케미칼 (과산화 수소 ,H2o2)
(2)솔브레인 (불산 ,HF)
(3)이엔에프테크놀로지 (불산 .HF)
(4)백광산업 (HC1)
※세정 장비업체
글로벌 세정장비 시장 규모 47억 달러
전체 반도체 장비시장 비중 5%
2021년 업체별 세정장비 점유율 (%)
(1)일본 SCREEN 39%
(2)일본 TEL 24%
(3) 한국 SEMES 21%
(4) 한국 제우스
장비는 주기가 짧지 않지만 소재는 할때마다
들어가니 소모성이 있습니다
장비업체는 반도체 업황이 개선되기 시작할때
종합 반도체 업체들이 처음 장비를 구매할때 그때
실적이 많이 올라가고 소재업체는 가동율이 늘어 날때 실적이 올라갑니다
※ IDM (Integrated Device Manufacturer)
종합 반도체 회사
팹리스 (Fabless) 반도체 설계 중심 ,설계 ---->
파운드리 (Foundry)웨이퍼 제작중 ,웨이퍼 제작
---->OSAT(Out Sourced Assembly and Test)
반도체와 웨이퍼를 패키징하고 테스트
패키지 테스트(package & test)
(1) 웨이프 테스트 (2)패키지 (3)패키지 테스트
--->조립
<10>패키지 &테스트 공정
(1)웨이퍼 테스트
Burn -in 테스터 --->Probe Card 테스터 ---->리페어 (repair) ;불량이 있으면 수리해서 재사용
(2)패키지 :웨이퍼 테스트에서 양품 판정 칩은 패키지 진행
(3)패키지 테스트 :완성된 패키지는 다시한번 패키지 테스트진행
※패키지&테스트 공정 관련주
(1) 테스트 전문 하우스
①네패스아크 ②두산 테스나 :이미지테스터 비메모리 반도체
(2)패키지 & 테스트
①하나마이크론 ②SFA반도체 ③엘비세미콘
④에이티세미콘
(3)웨이퍼 테스트장비
①와이아이케이 :삼성 전자향 메모리 웨이퍼 테스터 위주
②디아이
※프로브카드 (웨이브 테스트 필수 소모성 부품)
(1)티에스이 (프로브카드) 상장
(2)마이크로프랜드 (프로브카드)상장
(3)타이거일렉 (프로브카드용 PCB)
(4)샘씨앤에스 (프로브카드 원재료 세라믹 STF) 신규상장
※패키징 테스터 장비
(1)엑시콘
(2)유니테스트
(3)테크윙
(4)네오셈 :SSD 완제품 테스트에 특화
※테스트 소켓 제조사
(1)리노공업 (포고타입 ,포고핀 글로벌 1위)
(2)ISC (러브타입 ,러버 타입 글로벌 1위)
(3)티에스이(러브타입 )
(4)티에프이(러버타입)
<도표 1>
(1)워이퍼 제조 ----------------->
웨이퍼 회사 웨이퍼제조
(2)전공정 ---------------------->
반도체 회사 반도체 제조공장(Fab):
FEOL (반복 사용)
산화 ,포토 ,식각,증착이온주입 ,CMP
BEOL(반복사용)반도체 회사 후공정 시설--------------->
(3)후공정 --->(4)패키징 -->(5)테스트
<도표2>
(1)웨이퍼 : 규소(실리콘) 가열후 순수 결정체인잉곳을 만든다
잉곳을 얇게 잘라내어 웨이퍼를 만든다
(2)산화 :실리콘 웨이퍼 표면에 고온의 수증기와 산소를 쏴주면
실리콘과 산소가 반응해 산화막이 형성된다
(3)포토:산화막이 덮힌 웨이프에 감광액을 발라준다
미세한 회로도가 그려진 마스트판을 웨이퍼에 올린 후 자외선 빛을 쏜다
(4)식각 :포토공정으로 웨이프에 회로도를 그린후
불필요한 부분을 에천트(ETCHANT)로 부식 시켜 제거한다
(5)박막증착 :반도체 성능을 높이기위해 여러개의층으로 겹쳐서
만들때 회로가 층층이 쌓일수 있도록 절연막을 형성하는 과정이다
(6)금속배선 :만들어진 회로도에 전기가 통할수 있도록
알루미늄같은 금속으로 선을 연결해 반도체에 전기가 통할수 있도록한다
(7)테스트 (EDS):반도체 칩이 양품인지 불량인지 분류하는 단계
정상적인 반도체 개수 즉 수율이 높을수록 원가가 절감됩니다
(8)패키징 :최종 테스트가 완료된 반도체를 웨이퍼에서
잘라내어 칩모양으로 포장하여 패키징한다
※참고 해설
웨이프 공정은 모래에서 규소를 뽑아 가지고 순수하게
정제를 한다음에 웨이퍼를 만들고
그다음에 산화 공정에서는 산화막을 씌우는 공정을 통해서
웨이퍼를 보호하고 웨이프에 불순물이 침투하지 않도록하는
산화막 공정을 진행을 하고요
포토공정 같은 경우에는 반도체 웨이프에 회로 패턴을
그리는 공정이라고 보시면 되겠습니다
그리고 식각공정 같은 경우는 일반적으로 웨이퍼위에 포토레지스터를
도포하고 포토공정을 진행하면 불필요한 부분을
제거하는것을 식각공정이라하겠습니다
박막증착 공정은 웨이브에 웨이어를 층층이 쌓아서
반도체 회로 패턴을 그리는데 반막 증착 공정같은 경우에는
최근에 반도체 미세화 공정이 진행되면서 방막층이 굉장히 얆아지는 추세입니다
금속 배선 같은경우에는 이렇게 완성된 반도체칩이
전기적인 특성을 가질수 있도록 금속 배선을 하는 공정입니다
테스트와 패키징 공정은 후공정 업체중에서
오사트 (OSAT) 업체들이 진행을 합니다
종합반도체 같은 기업은 8대 공정을 모두소화한다기보다는
각각의 하위 벨루체인을 형성해가지고 예를 들어
포토레지스터는 국냉서 동진쎄이켐이 맡아서 거의 독점적으로
하고 있고 산화 식각 각각의 벨류체인을 삼성전자 ,하이닉스
업체들이 공급받는다는 구조로 일을 한다는것을 알면 됩니다