파운드리[Foundry]

파운드리(foundry, semiconductor fabrication plant)란 반도체산업에서 외부 업체가 설계한 반도체 제품을 위탁 받아 생산·공급하는, 공장을 가진 전문 생산 업체를 지칭한다. 반대 개념으로, 공장이 없이 파운드리에 위탁생산만을 하는 방식을 팹리스 생산이라고 한다.

반도체산업에서 주로 반도체 설계만 전담하고 생산은 외주를 주는 업체로부터 반도체 설계 디자인을 위탁받아 생산하는 기업. 주로 특수 용도의 고부가가치의 반도체를 소량 생산한다. 파운드리(Foundry)의 원래 뜻은 주형에 쇳물을 부어 금속, 유리제품을 찍어 내는 주조공장을 의미한다.

반도체 칩의 제조설비는 관리에 많은 비용이 들며 새로운 제조기술을 개발하는데도 막대한 연구비용이 필요하다. 그렇기 때문에 대규모로 반도체 칩을 제조하는 업체가 아니면 반도체 제조설비(fab)를 직접 보유하기 어렵다.

이처럼 제조설비를 보유하고 있지 않은 업체의 요구로 반도체 칩의 제조를 부담하는 기업이 파운드리다. 대량의 반도체 칩을 하나의 회사에서 제조함으로서 효율적으로 설비 운영이나 연구 개발을 할 수 있게 된다.

팹리스(fabless)는 자사에 생산설비를 가지지 않고 외부의 협력기업에 100% 생산을 위탁하고 있는 제조업체로 파운드리의 반대 개념이다. 팹리스 기업이 생산을 위탁하는 것은 파운드리 기업인 경우가 대부분이지만, 자사 제품을 생산하고 있는 일반 제조업체에 생산을 위탁하는 경우도 있다.

 

*팹리스[Fabless]

반도체 제조 공정 중 하드웨어 소자의 설계와 판매만을 전문으로 하는 회사로, 종합반도체기업(IDM)과 달리 반도체 생산설비를 갖추고 있지 않다. 반대로 팹리스에서 주문과 설계 데이터를 받아 반도체 칩 제조를 전문으로 하는 기업을 파운드리(Foundry)라고 한다.

*반도체 회사 종류

반도체

팹리스(fabless)

반도체 설계 · 기술 개발만 담당. 퀄컴, AMD, 브로드컴(이상 미국) 등

파운드리(foundry)

주문자 의뢰에 따라 반도체 위탁 생산. TSMC, UMC(이상 대만) 등

IDM(종합반도체기업)

설계 · 개발 · 생산 모두 담당. 삼성전자(한국), 인텔(미국) 등

 

반도체산업[Semiconductor Industry , 半導體産業]

정보를 저장하거나 논리적으로 계산하여 처리하도록 설계된 부품을 생산하는 산업.

1.개설

반도체는 크게 정보를 저장할 수 있는 메모리반도체와 정보저장 없이 연산이나 제어기능을 하는 시스템반도체(비메모리반도체)로 구분된다. 메모리는 표준품의 대량생산에 필요한 생산기술이 경쟁력의 핵심요인으로 작용하고 있고, 시스템반도체는 응용제품의 운용에 필요한 설계기술이 경쟁력의 관건으로 작용하고 있다. 반도체 용도는 장난감에서부터 전자제품은 물론 우주항공에 이르기까지 다양하게 사용되고 있으며, 최근에는 자동차와 로봇 등에 새로운 시장으로 부상하여 세계 각국에서 개발 경쟁을 치열하게 벌이고 있다.

2.연원 및 변천

한국 반도체산업은 1965년 미국계 기업의 국내 진출로 처음 도입하게 되었으며, 당시 국내는 양질의 저임노동력이 풍부하여 조립가공분야에 진출하였다. 국내기업에 의한 실질적인 반도체산업은 1983년 삼성과 금성, 그리고 현대전자가 메모리반도체 분야에 본격 투자함으로써 시작되었으나, 그동안 심한 구조조정을 거쳐, 현재 삼성전자와 SK하이닉스만이 메모리를 생산하고 있다. 오늘날 메모리분야에서 세계 최강의 반도체산업 입국으로 부상하여 세계시장을 선도하고 있다.

반도체의 기술혁신 변화 과정을 보면, 1980년대에는 메모리반도체의 소형화가 주류를 이루었고, 1990년대에는 고속화 기술이 수요제품을 선도해 나갔다. 2000년대에는 저소비전력화 기술이 녹색성장 정책과 함께 응용제품을 리드해나가고 있다.

3.내용

국내 반도체산업은 설계전문기업, 소자기업, 조립기업, 장비제조기업, 재료생산기업, 기타 지원기업 등 반도체관련 전후방기업들이 포진되어 있다. 이러한 국내 반도체산업은 약 300여개 기업으로 형성되어 있으며, 주요 반도체제조 기업은 종합반도체업체인 삼성전자, SK하이닉스, 수탁전문인 동부하이텍, 메그나칩, 패키징전문인 앰코코리아 등이 있다. 주요 장비·재료 기업은 세메스, 주성엔지니어링, 디아이, 실트론, 동진세미캠 등이 있고, 설계전문 기업은 씨앤에스 테크놀로지, 엠텍비젼 등이 있는데, 최근 규모가 급성장하고 있는 기업들이다. 이러한 기업들에 의한 경쟁이 생산기술, 가격, 판매경로, 서비스 등으로 집중되고 있다.

한국의 메모리분야는 미국·일본에 비해 앞선 세계 최고 수준인 반면에, 시스템반도체는 매우 취약한 구조로 되어 있다. 최근 들어 시스템반도체 업계는 산업성숙화로 종합솔루션 제공이 가능한 일부 상위업체를 제외하고 극심한 가격경쟁을 벌이고 있는 상태이다. 가격경쟁력의 관건인 칩 사이즈 축소 등은 대만이 선도하며, 국내업체는 경쟁력에서 뒤처지고 있는 실정이다. 앞으로도 회로설계를 바탕으로 반도체기술력을 조망하면, 중국이 상당한 강국으로 부상할 것이 분명하다. 중국은 근본적으로 소프트웨어 발달과 함께 미국에 있는 중국계 설계인력들이 대대적으로 귀국하여 반도체설계 전문회사를 설립하고 있는 점에서도 예측할 수 있다.

메모리반도체는 글로벌 금융위기 이전인 2008년부터 세계 수요가 급감하여, 가격 인하를 앞세워 소위 ‘치킨게임’을 치열하게 펼쳤으나, 결국 한국 업계들의 승리로 마무리 되었다. 메모리업계는 치킨게임을 통해 생산을 증대시킴으로써, 결국 독일의 키몬다가 파산하였고, 노어플래시 메모리의 강자였던 미국의 스팬션사도 파산하였다.

다음에는 기술혁신의 경쟁관계를 보면, 한국 메모리 업계는 2010년 현재 공정가공기술의 최첨단인 ‘20나노급’까지 미세화를 이룩하여, 경쟁국의 기업과 미세나노공정 기술격차를 상당한 차이로 벌여 놓았다. 미세공정 전환과 안정화에는 대략 1년 정도의 시간이 필요하다는 사실을 감안하면, 삼성전자와 하이닉스는 해외 경쟁업체들에 비해 적어도 1년 6개월 정도 앞선 기술력을 가진다. 그만큼 원가경쟁력이 높다는 의미다.

한편 한국의 반도체 수출현황을 살펴보면, 2008년에 전년대비 약 11%가 감소한 343억 달러였고, 2009년에는 310억 달러를 수출하여 전년대비 약 5%정도 감소하여 2년 연속 감소추세를 보였다. 이는 그동안 글로벌 금융위기를 비롯하여 반도체 수요의 극심한 침체를 겪었기 때문이다.

우리나라 반도체산업의 세계적 위치를 살펴보면, 메모리분야는 세계시장을 지속적으로 선도하는 위치에 있다. 지난 2008년부터 벌어진 치킨게임에서 최대수혜자는 삼성전자이며, 이는 끊임없는 투자를 통해 시장점유율이 계속 높여가고 있는데 기인한다. 삼성전자는 반도체 전체품목의 경우 미국의 인텔 다음으로 세계 2위를 차지하고 있으나, 메모리의 경우는 세계 1위를 지속적으로 유지하고 있다. 하이닉스는 전체품목의 경우 7위이나 메모리분야는 2위를 유지하고 있다. 한국 반도체업계가 치열한 메모리 치킨게임을 통해 승자의 자리를 지키면서 대약진하고 있는 근본적인 위기 출구전략은 선행개발, 선제적 투자, 시장선점의 속도전에서 새 길을 개척하는 끊임없는 도전이라고 할 수 있다.

4.현황

반도체산업을 둘러싼 환경변화는 융합화·녹색화·디지털화·네트워크화의 4대 변화로 빠르게 진행하고 있으며, 이러한 변화는 반도체 수요 증가로 연결되어 시장이 폭발적으로 확대된다. 반도체 제조기술은 2010년 현재 나노기술의 최첨단인 ‘20나노급’까지 미세화로 발달됨에 따라, 반도체 기능이 동작속도의 초고속화, 전력의 저소비화, 용량의 초고집적화로 고성능화되고 있다. 일반적으로 ‘10나노급’ 공정혁신 때마다 반도체 칩의 생산량은 50~60% 증가하는 것으로 알려져 있다. 이러한 반도체 기술혁신에 의한 미세화 기술은 대량생산을 통해 반도체의 저비용화를 이룩하여, 반도체 사용을 더욱 증가시키는 요인으로 작용하게 될 것이다.

세계 반도체시장은 글로벌 IT시장의 회복세에 따라 2010년은 전년대비 약 20% 증가한 2,764억 달러에 달하고, 2012년에는 3,041억 달러에 이를 것으로 전망된다. 한국은 2010년에 약 530억 달러를 수출하여 전년(2009년) 대비 70%의 급격한 증가를 이룩할 것으로 전망된다. 이는 반도체를 사용하는 세트제품의 수출 호조에 기인한다고 판단된다. 또한 우리나라 반도체 최대 수출품목인 메모리는 급속한 시장 확대를 보일 것으로 예측되는데, 이는 시장측면에서 녹색성장을 비롯한 세계적인 경기부양 정책의 효과가 서서히 나타나고 있는데 따른 영향으로 판단된다.

현재 글로벌시장에서 디지털TV, 스마트폰, 아이패드, 자동차, 원도PC 등의 경기호조에 따라 부품인 반도체 수요가 계속 증가하고 있다. 이러한 현상은 최근 응용제품들이 메모리용량을 많이 사용하는 데에 원인이 있다. 또한 수출은 글로벌 IT경기 호조세, 개도국 중산층의 급증, 인터넷게임 등에 편승하여 반도체 시장이 크게 확대되고 있다. 특히 중국·인도 등 신흥국가들의 중산층이 크게 늘어나 씀씀이가 매우 좋아진 것도 한 몫을 하고 있다.

앞으로 성장유망 품목들은 에너지관련 반도체가 될 것으로 전망된다. LED조명, 태양전지, 이차전지, 풍력, 연료전지, 그린카 등에 필요한 반도체 수요가 급증할 것으로 보인다. 지구 온난화, 에너지 문제, 환경 문제 등을 해결하기 위해 그린IT산업의 육성과 함께 초절전 반도체의 개발이 요구되기 때문이다. 21세기에 반도체산업에 요구되는 것은 인류와 지구가 공생할 수 있는 녹색산업관련 핵심 디바이스의 개발이라고 할 수 있다. 이는 세계 표준을 구축하면서 세계적인 사업을 전개해 나갈 것으로 전망된다. 또한 반도체의 응용제품인 컴퓨터, 통신기기, 인터넷장비 등은 2000년 표기문제(Y2K)로 당시에 대부분 교체했는데, 이제 다시 교체해야 할 시기가 도래했다. 금융기관, IT서비스기관, 공공기관 등을 중심으로 서서히 교체해 나갈 것으로 판단되며, 이에 따른 반도체 수요도 크게 증가할 것으로 전망된다.

5.의의와 평가

1983년부터 반도체를 자체기술로 본격 개발하기 시작하여, 현재 세계 1위의 메모리 공급국으로 발돋움하였다. 이처럼 우리 반도체업계가 단기간에 선진국을 따라 잡을 수 있었던 요인은 다음 3가지로 요약할 수 있다. 첫째, 반도체 품목 중에서 시장규모가 크고 성장성이 높으며, 대량생산의 장점이 있는 메모리분야를 기업의 전략 목표로 하여 선택과 집중을 추진했기 때문이다. 둘째, 연구개발에서는 상호협력 체제를 구축하였는데, 정부의 적극적인 지원과 기업들의 혼연일치된 공동연구를 통해 선진국의 기술을 따라잡았다. 셋째, 생산 및 판매에서는 각사가 치열한 경쟁체제로 돌입하였는데, 각사가 시장을 선점하기 위해 과감한 설비투자와 판매망 확충에 경쟁적으로 단행했다. 이상과 같이 국내 기업들은 상호간에 긴밀히 협력하기도 하고, 또한 치열한 경쟁을 함으로써 결과적으로 선진국 대열에 우뚝 서게 되었다. 자원이 부족한 한국에서는 반도체산업 육성을 통해 수출 경쟁력을 유지하는 것은 너무나 당연하다고 할 수 있다.

반도체 생산 현장 생산성∙효율성 높이는 원격솔루션은?

반도체 시장이 급성장하며 이른바 '슈퍼사이클' 시대에 진입했다. 한편 디지털화가 가속되는 가운데 갑자기 다가선 뉴노멀 시대는 급격한 변화에 빠른 적응력을 요하고 있다.

반도체 기업에서는 공장 내부적으로 초연결 시대에 발맞춰, 스마트 공장으로 혁신하고 있다. 클라우드와 데이터베이스 등의 IT 영역과 공장 내 기계나 HMI 등의 OT 영역을 최적화하고 통합해, 다양한 데이터의 분석을 기반으로 전체적인 운영 효율을 극대화하는 것이 핵심이다.

이런 요구에 따라 다운타임을 줄이고 운영효율을 개선해 반도체 제조 공정의 효율성과 생산성을 함께 높이는 스마트 팩토리 전문 기업 슈나이더 일렉트릭의 4가지 원격 솔루션이 주목받고 있다.

증강현실 기술은 산업 현장에 접목시키면 눈에 보이지 않았던 부분부터 확인하기 어려웠던 영역까지 쉽고 간편하게 확인할 수 있다. 증강현실 기술 슈나이더 일렉트릭 에코스트럭처 AOA(EcoStruxure Augmented Operator Advisor) 기술을 산업현장의 유지보수에 적용하면 클라우드와 같은 디지털 기술들을 통합해 공장 전체를 한눈에 확인할 수 있다. 신속하게 문제를 해결할 수 있는 스마트한 첨단 원격 솔루션이다.

 

리모트 파일 링크 솔루션(Remote File Link Solution)은 슈나이더 일렉트릭 증강현실 솔루션의 모든 기능을 완벽하게 활용할 수 있다. 중앙에 파일 서버를 구축하고 유지보수에 관련된 매뉴얼이나 동영상 등의 파일들을 관리하고, 또 각 장비의 HMI에서 알람이 발생하면 관련 정보를 서버에서 불러온다. 이 솔루션은 데이터를 관리하고 제공하는 방법을 혁신해 가동 중단 시간을 줄여주고, 생산성을 높여 준다.

 

프로페이스 리모트(Pro-face Remote) HMI는 PC는 물론 스마트폰과 태블릿으로 작업을 할 수 있는 원격 모니터링 시스템이다. 알람 기능을 통해 장치의 문제를 확인할 수 있고 방진복 착용 없이 클린룸 밖에서 모니터링하고 조작할 수 있어 작업자의 불편함을 해소한다. 현장의 문제를 사무실이나 집에서도 한눈에 해결할 수 있어, 빠른 문제 해결이 가능하다. 스마트기기와 PC에서도 사용할 수 있고 설치와 사용이 간단하다.

산업용 PC(Industrial PC) 프로페이스 PS6000 시리즈는 다양한 요구사항에 따라 선택이나 변경 가능한 모듈형 조합이 특징이다. 와이드 디스플레이 터치 모드는 까다로운 현장에 알맞게 기본 모드, 글로브 모드, 워터캔슬 모드 등 유연한 옵션을 제공합한다. PS6000 시리즈는 에코스트럭처 AOA의 런타임 서버, 리포트 파일 링크 솔루션의 파일 서버로 사용할 수 있고, GP-Pro Ex 소프트웨어도 설치돼 있어 프로페이스 리모트 HMI에도 적용할 수 있다.

반도체 생산을 효율적으로 운영하는데 필요한 스마트한 솔루션으로 슈나이더 일렉트릭의 원격 솔루션이 주목받는 이유이다.

반도체 생산 현장 생산성∙효율성 높이는 원격솔루션은? - 전자신문 (etnews.com)

반도체 생산 현장 생산성∙효율성 높이는 원격솔루션은?