반도체가 모래 속 실리콘에서 시작해 세정·증착·포토리소그래피·식각의 4단계를 수백 번 반복하며 웨이퍼 위에 회로로 완성되는 과정을, 필자는 각 단계에 선 한국 회사와 함께 정리한다.

핵심 포인트

• 웨이퍼 한 장에서 칩 수백~수천 개가 동시에 만들어진다. 모래 속 실리콘을 뽑아 정제한 덩어리를 얇게 썰면 웨이퍼가 되고, 지름 30cm 웨이퍼 한 장에서 칩 수백~수천 개가 나온다.
• 오늘은 전공정만 다룬다. 전공정은 웨이퍼에 회로를 그리는 과정이고 후공정은 잘라서 포장하는 과정으로, 이 글은 전공정만 다룬다.
• 세정은 매 공정 끝마다 반복된다. 먼지 한 톨도 불량의 원인이 되며, 솔브레인이 세정액·식각액 국내 1위다.
• 증착은 머리카락 1만분의 1 두께의 막을 입힌다. 이 막이 회로가 되고, HPSP는 고압 수소 어닐링 장비에서 세계 독점 지위다.
• 포토리소그래피 노광장비는 네덜란드 ASML만 만든다. 감광액 도포→빛으로 회로 찍기→현상의 순서로 진행되고, 노광장비 한 대는 수천억 원이다.
• 식각은 필요 없는 부분을 깎아내고 다시 세정으로 돌아간다. 식각액·플라즈마로 깎아낸 뒤 CMP(화학·기계적 연마 — 층을 쌓을 때마다 표면을 평평하게 가는 공정)와 계측·검사가 뒤따른다.
• 삼성·하이닉스 투자가 늘수록 장비·소재·부품 회사가 함께 수주를 받는다. 기계를 사는 장비 회사, 재료를 사는 소재 회사, 소모품을 교체하는 부품 회사가 각각 수주로 이어진다.

주요 숫자

“코스피가 어느덧 8,000 문턱에 왔습니다.” “반도체 슈퍼사이클로 삼성전자·SK하이닉스가 코스피 시총의 절반입니다.”