반도체 후공정 알아보기 - 삼성전자 TSMC 경쟁력 우위

반도체 관련 기사들을 보면 삼성전자나 SK 하이닉스 같은 우리나라 반도체 기업들이 후공정 면에서 TSMC에 비해 많이 뒤처진다는 내용이 종종 보입니다. 과연 어떤 공정이길래 반도체 초격차를 이뤄간다는 우리나라 기업들이 기술력이 떨어진다는 걸까요?

 

 

반도체 후공정이란?

반도체 공정은 보통 전공정과 후공정으로 나눕니다. 전공정은 우리가 TV에서 반도체 하면 자주 보게 되는 둥근 원판, 즉 웨이퍼를 만들고, 그 위에 회로를 구성하는 공정을 말합니다. 후공정은 만들어진 칩에 플라스틱 외형을 만들고, 회로기판에 조립할 수 있도록 다리를 만드는 등, 통칭 '패키징'이라는 과정을 말합니다.

 

후공정은 단순히 외형만 만드는 것이 아니라, 칩의 성능과 신뢰성, 소형화에 큰 영향을 미칩니다.

 

 

후공정 주요 단계

1. 웨이퍼 레벨 페키징(WLP)

웨이퍼 단계에서 칩을 패키징 하는 기술입니다. 웨이퍼 전체를 패키징 기판으로 사용하여 칩 사이의 간격을 줄이고, 패키징 크기를 작게 만드는 장점이 있습니다.

 

2. 칩 연결 및 검사

웨이퍼에서 분리된 개별 칩을 패키징 기판에 연결하고, 전기적 연결 및 기능 검사를 수행합니다. 와이어 본딩, 플립칩 등 다양한 방식으로 칩을 연결합니다.

 

 

 

3. 패키징

칩을 보호하고 외부 환경과의 접촉을 막기 위해 패키징을 수행합니다. 플라스틱 패키징, 세라믹 패키징, 칩 온 패키징(CoP) 등 다양한 패키징 방식이 사용됩니다.

 

4. 테스트 및 버닝인

완성된 반도체 제품의 기능 및 성능을 검사하고, 불량 제품을 선별하여 제거합니다. 온도, 전압, 주파수 등 다양한 조건에서 테스트를 진행하여 신뢰성을 확보합니다.

 

5. 마감 및 출하

테스트를 통과한 제품을 최종적으로 마감하고, 고객에게 출하합니다. 제품 라벨, 포장, 물류 관리 등이 이루어집니다.

 

 

후공정의 중요성

후공정은 다음과 같은 이유로 반도체 제조 공정에서 중요한 의미를 가집니다.

• 반도체 성능 및 신뢰성 향상 : 칩 연결, 패키징, 테스트 등을 통해 반도체 성능 및 신뢰성을 확보합니다.
• 소형화 및 저전력화 : 고밀도 패키징, 3D 적층 기술 등을 통해 반도체 소형화 및 저전력화가 가능해집니다.
• 시스템 반도체 발전 : 다양한 칩을 하나의 패키징에 통합하여 다양한 시스템 반도체 구성을 가능하게 합니다.

 

위에서 알아본 바와 같이 후공정은 단계마다 특성이 뚜렷한 차이를 보이는 만큼, 개별 기업이 모두 다 하기보다는 각자의 특성에 맞는 기술력을 가진 기업들끼리 협력하여 시너지를 내는 것이 좋을 것으로 판단됩니다.

 

대만의 TSMC는 오래전부터 이 후공정 부분에서 대만의 중소업체들과 협력하여 하나의 생태계를 구성하고 있으며, 더 나아가 이제는 일본과도 손을 잡고 있는 상황입니다. 일부 전문가들은 후공정 분야에서는 TSMC가 독보적이며, 우리는 대략 10년 정도 기술력에서 뒤져있다는 평가를 하기도 합니다.

 

반도체 분야에서의 선도적 지위를 유지하기 위해서는 앞서가는 기업들의 운영방식을 벤치마킹하여 뒤처진 분야에서 단기간에 만회할 수 있는 노력이 필요하리라 생각됩니다.

 

 

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