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반도체의 구분 (기초 용어)

곱쌤

2024.06.20

 

안녕하세요. 곱쌤입니다.

 

오늘은 우리나라 주력 수출 상품인 반도체에 관한 이야기입니다. 코스피 시총 1, 2위는 삼성전자와 SK하이닉스인데요. 최근 AI 및 HBM 관련, 반도체 기업에 투자하는 분들도 많고 뉴스에도 자주 등장합니다.

 

그런데 생각보다 반도체 관련된 용어나 구분에 대해 모르는 분들이 많은데요. 반도체 산업은 복잡한 만큼 다양한 용어들이 있습니다. 오늘은 뉴스를 보는데 도움이 되는 수준의 아주 기초적인 부분만 이야기 해보겠습니다.

 

 


 

□ 반도체의 구분

 

- 위 그림은 반도체를 성격에 따라 구분한 것입니다. 반도체는 크게 <메모리 반도체><비메모리 반도체>로 나뉩니다.

- 메모리 반도체는 정보 저장 기능을 가졌으며, 비메모리 반도체는 저장 기능은 없지만 데이터 처리에 특화된 반도체를 말합니다.

 

1) 메모리 반도체(D램)

- 메모리 반도체는 다시 D램과 낸드 플래시로 나뉩니다. D램은 휘발성 메모리로서 전원이 꺼지면 저장된 데이터가 소멸하지만 빠른 속도와 높은 효율성을 보여줍니다.

- 요새 핫한 HBM이란 데이터가 이동하는 통로를 늘려 데이터 처리 속도를 올린 메모리인데요. 고성화된 D램의 한 종류라고 할 수 있습니다. 어느 전문가가 D램의 종류를 도로로 비유했는데요.

 · DDR = 8차선 / 속도제한 120km

 · HBM = 240차선 / 속도제한 100km

- 서울에서 부산까지 간다고 했을 때 고속도로만 100차선으로 만들면 제일 좋은 방법이겠지만, 도로를 만들 수 있는 면적은 한정되어 있고 한정된 정부(=CPU)의 능력으로 효율적 관리도 어렵습니다. 그렇기에 고속도로 보다는 조금 떨어지지만 화물차 전용 도로(HBM) 등 관리할 수 있는 수준의 도로를 늘려 교통량을 효율적으로 높이는 것과 같습니다.

 

2) 메모리 반도체(낸드플래시)

- 전원이 차단되어도 데이터를 저장하는 능력이 있는 반도체를 플래시 메모리라 합니다. 대표로 낸드플래시가 있습니다. 낸드플래시는 회로가 직렬로 연결된 구조로, 데이터를 읽을 때 순차적으로 데이터를 찾습니다. 데이터를 그룹 단위로 동시에 읽거나 쓰는 구조입니다.

- 다른 종류의 노어플래시는 회로가 병렬로 연결되어 있어 소량의 데이터를 빠르게 찾아가기는 쉽지만, 대용량화가 어려습니다. 반도체의 대용량화 및 미세화 추세에 따라 가격 경쟁력이 있는 낸드플래시가 시장 우위를 점하게 되었습니다. 낸드플래시의 대표적인 종류는 SSD로 PC나 서버에 들어가는 메모리입니다.

 

3) 비메모리 반도체(시스템 반도체)

- 시스템 반도체는 연산, 제어 등 정보 처리 기능을 가진 반도체로 중앙처리장치(CPU)나 스마트폰의 애플리케이션 프로세서(AP)등이 대표적입니다. 이렇게 온갖 종류의 기계에 들어가기에 '비규격화'된 제품입니다. 그래서 맞춤 제작을 해야되기 때문에 부가가치가 상대적으로 높으며 최근 각광 받고 있습니다.

 

+ 더 알아보기(팹리스&파운드리)

- 앞서 말했듯이 시스템 반도체는 스마트폰, PC, 자동차, 냉장고 등 온갖 종류의 기계에 장착됩니다. 기계별로 다른 반도체가 쓰이다 보니 다품종 소량 생산이 됩니다. 반면 메모리 반도체는 규격화돼 있어 소품종 다량 생산됩니다. 그렇기에 생산 방식 등에도 차이가 생깁니다.

- 뉴스에서 자주 '팹리스''파운드리'라는 말을 들어봤을 텐데요.

- 팹리스(Fabless, 공장이 없다) 기업은 생산 공장 없이 반도체 설계만 전문적으로 하고 파운드리 업체는 설계 능력 없이 팹리스로부터 주문을 받아 반도체를 위탁 생산하는 기업을 말합니다.

- 이렇게 구분되어 있는 이유는 반도체를 생산하기 위해서는 최첨단 장비를 갖춰야 하는데 이것이 쉽지 않기 때문에 설계와 생산이 나뉘는 것입니다.

- 팹리스의 대표적인 회사가 애플입니다. 애플은 자신들의 스마트폰이나 PC에 맞는 시스템 반도체를 설계도만 그려서 TSMC 같은 파운드리 회사에 위탁 생산을 합니다. 전 세계 파운드리 시장 점유에서 압도적으로 높은 1위 회사는 TSMC입니다.

- 그렇지만 메모리 반도체 시장의 1위는 삼성전자, 2위는 SK하이닉스입니다. 최근 SK하이닉스는 HBM과 함께 메모리 반도체 1위를 넘보고 있는 상황입니다.

- 또한 AI의 발전과 함께 다양한 분야에서 시스템 반도체가 사용될 것이기에 파운드리 시장은 계속 커질 전망입니다. 그렇기에 삼성전자도 파운드리 시장으로 확장을 위해 공을 들이고 있는 상황입니다.

 

곱쌤 드림. 

 

 

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