여러분, 혹시 ‘반도체는 어떻게 만들어질까?’라는 질문을 해본 적 있나요? 그리고 그 안에서 ‘어떤 직무가 무슨 일을 하고 있는 걸까?’라는 궁금증도 생기셨을 텐데요.
하지만 실제 직무 설명서를 봐도, 소자, 설계, Product Engineering, PKG개발… 도대체 어떤 흐름으로 연결되어 있는지, 각각의 직무에서 어떤 역할을 하는지 짐작하기 어려우셨나요? 그래서 오늘은 반도체 직무를 쉽고 직관적으로 설명한 JD 입문서를 준비했습니다!
SK Careers Editor 21기 엄수인
개발단계 VS 양산단계
반도체 생산은 크게 ‘개발 단계’와 ‘양산 단계’ 두 가지로 나눌 수 있는데요, 이렇게 나눠서 보면 각 직무가 어떤 역할을 하는지 훨씬 더 쉽게 이해할 수 있습니다.
개발 단계(R&D)는새로운 반도체 제품을 설계하고, 실제로 구현할 수 있도록 만드는 과정입니다. 회로 설계부터 소자 개발, 공정 기술 연구, 테스트 방법 개발까지 모두 이 단계에 포함돼요. 예를 들어, 어떻게 회로를 짜야 할지 고민하는 설계 직무, 트랜지스터 같은 반도체 소자의 구조를 개발하는 소자 개발 직무, 그리고 회로와 소자가 잘 작동하도록 실제 공정을 실험하고 개발하는 공정 R&D 직무 등이 여기에 해당합니다. 이들은 모두 아직 세상에 나오지 않은 제품을 만들기 위해 연구하고 실험하는 조직이라 ‘R&D’라는 이름이 붙습니다.
반면, 양산 단계는 이미 개발이 완료된 제품을 대량으로 안정적으로 생산하는 과정입니다. 이때는 수율(정상 제품 비율)을 최대한 높이고, 생산 효율을 개선하는 것이 핵심이에요. 이를 위해 장비를 유지·관리하고, 실제 공정 조건을 계속해서 최적화하는 역할을 합니다. 즉, 개발된 기술을 현실에서 문제없이 적용하고 유지하는 과정이라고 볼 수 있죠. 예를 들어, 공정 엔지니어나 생산기술 직무는 생산 라인을 안정화하고 불량률을 줄이는 데 중점을 둡니다.
1. 개발 단계
개발 단계는 말 그대로 ‘반도체 제품을 새롭게 설계하고, 실현 가능한 기술로 구현해 나가는 과정’입니다. 이 단계는 다시 반도체 칩 자체의 개발과 패키지 및 테스트 개발로 나눌 수 있습니다.
1) 반도체 개발: 설계 → 소자 → 공정
a) 설계(Design)
설계는 반도체 제품의 ‘두뇌’를 만드는 과정이에요. 이 단계에서는 어떤 기능을 할지, 어떻게 작동할지를 회로로 표현하고 구현합니다.
* Analog 설계: 센서, 전원 같은 아날로그 신호를 다루는 회로를 설계합니다. * Digital 설계:데이터를 처리하고 연산하는 디지털 회로를 설계합니다. * 배치(Layout) 설계: 위에서 만든 회로를 칩 위에 어떻게 배치할지 정리합니다. * Verification (검증):설계가 제대로 되었는지 시뮬레이션을 돌려 확인합니다.
b) 소자 (Device)
소자 직무는 반도체의 ‘기초 재료와 구조’를 연구하는 역할을 합니다.
* PI(Process Integration):여러 공정을 하나의 흐름으로 연결해 최적의 결과를 만들어냅니다. * Device:트랜지스터 같은 기본 전자소자를 설계하고 분석합니다. * FA/CA:소자 및 Chip 단위의 불량이 생겼을 때 원인을 분석해 개선 방향을 찾습니다. * TCAD:공정이나 소자를 시뮬레이션으로 실험하는 소프트웨어를 다룹니다. * Modeling:반도체 소자 modeling을 통해 생산성 향상 및 성능개선 업무 수행합니다. * LDR(Layout Design Rule): 미세 공정에서 회로 설계를 최적화하기 위한 규칙을 정합니다.
c) R&D 공정 개발
공정 개발은 양산기술과 같은 공정을 다루지만, 새로운 설계를 구현하기 위해 새로운 공정을 만든다는 점에서 차이가 있습니다. 즉, 공정 개발은 설계한 회로와 소자를 실제 실리콘 웨이퍼 위에 구현할 수 있도록 만드는 과정입니다. 갈수록 반도체의 크기가 작아지고 회로가 미세화 됨에 따라 지속적으로 공정 기술을 개발하고 최적화하는 업무를 합니다. 각 공정은 반도체 칩을 층층이 쌓아가는 과정으로, 하나하나 정밀한 기술이 필요합니다.
* Photo 공정: 웨이퍼 위에 회로 패턴을 그리는 과정 * Etch 공정: 필요 없는 부분을 깎아내는 과정 * Diffusion 공정: 이온을 웨이퍼에 주입해 전기적 특성을 부여하는 과정 * ThinFilm 공정: 얇은 층을 쌓아 회로를 구성 * C&C(Clean & CMP): 불순물 제거와 표면 평탄화 * PMA(Process Module Analysis): 공정 Module 내 Defect 분석 및 개선 업무
2) 반도체 Package & Test 개발: PKG 개발 & PE a) PKG 개발 (Package Development)
PKG는 ‘반도체를 안전하게 감싸고, 외부와 연결해주는 포장 기술’입니다. 즉, 완성된 반도체 칩을 외부와 연결하고 보호하는 역할을 합니다.
칩이 깨지거나 망가지지 않게 하면서도, 외부 전자기기와 잘 연결될 수 있도록 패키지를 설계합니다. 또한 설계, 소재, 공정, 장비 등을 최적화해 고성능·고부가가치 제품을 개발합니다.
b) PE (Product Engineering)
제품 엔지니어링은 개발된 반도체가 제대로 작동하는지 확인하고, 성능과 품질을 높이는 역할을 합니다. 즉, 제품이 잘 만들어졌는지 확인하고, 문제가 있으면 개선 방향을 찾는 역할입니다.
* Test Engineering: 제품 테스트 기준과 장비를 설계해 성능을 정확하게 측정합니다. * Product Verification:설계와 공정이 의도대로 잘 작동하는지 검증합니다.
2. 양산 기술
양산기술은 개발이 완료된 반도체가 공장에서 안정적으로 대량 생산될 수 있도록 다양한 공정을 관리하고 장비를 최적화하는 역할을 합니다. 즉, 동일한 제품이 꾸준히 높은 품질로 생산될 수 있도록 조건을 조정하고, 문제가 발생했을 때는 빠르게 원인을 찾아 개선하는 업무를 수행합니다. 양산기술은 크게 전 공정, 후 공정으로 나눌 수 있습니다.
전 공정 양산기술 직무에서는 각 공정에 필요한 장비를 설치하고 유지 보수하며, 공정 조건을 지속적으로 최적화합니다. 또한 장비 업체와 협력해 성능 개선이나 장비 개조를 진행하는 등의 기술적 대응도 함께 수행합니다.
* Photolithography(포토 공정)은 회로 패턴을 웨이퍼 위에 빛을 이용해 그려내는 공정입니다. 미세한 패턴을 고해상도로 정확히 전사하는 것이 핵심이며, 반도체 성능에 큰 영향을 미치는 만큼 매우 정밀한 기술이 요구됩니다. * Etch(식각 공정)은 포토 공정으로 형성된 패턴을 기준으로, 불필요한 부분을 화학적 또는 물리적으로 제거하는 공정입니다. 패턴의 형상이 무너지지 않도록 세밀한 조건 제어가 중요합니다. * Ion Implant & Diffusion(이온 주입 및 확산 공정)은 웨이퍼에 이온을 주입하거나 고온에서 확산시켜 전기적 특성을 부여하는 과정입니다. 이 공정을 통해 반도체가 전류를 제어할 수 있는 기능을 갖추게 됩니다. * Thinfilm(박막 공정)은 금속이나 절연 물질 등을 아주 얇게 증착해 회로의 층을 형성하는 과정입니다. 적절한 두께와 균일성이 확보되어야 회로가 안정적으로 동작할 수 있습니다. * Cleaning & CMP(세정 및 연마 공정)은 웨이퍼 표면의 이물질을 제거하거나, 회로를 쌓기 전 표면을 평탄하게 만드는 공정입니다. 작은 입자나 오염이 수율에 영향을 줄 수 있기 때문에 매우 중요한 단계입니다.
이러한 전공정 양산기술 직무에서는 각 공정에 필요한 장비를 설치하고 유지보수하며, 공정 조건을 지속적으로 최적화합니다. 또한 장비 업체와 협력해 성능 개선이나 장비 개조를 진행하는 등의 기술적 대응도 함께 수행합니다. 후 공정 양산기술(P&T)은 완성된 반도체 칩을 외부와 연결하고 보호하는 패키징 공정과, 제품의 성능을 최종 확인하는 테스트 공정을 담당합니다. 이 단계는 제품의 최종 품질과 신뢰성을 결정짓는 매우 중요한 과정입니다.
PKG기술(패키지 기술)은 반도체 칩을 외부 환경으로부터 보호하고, 시스템과 전기적으로 연결할 수 있도록 패키징하는 공정을 담당합니다. 각 패키지 공정의 수율과 품질을 개선하고, 장비 성능을 향상시키는 업무를 수행합니다. 또한 원부자재 품질을 개선하거나 국산화하는 역할도 함께 맡고 있습니다.
TEST기술(테스트 기술)은 생산된 제품이 설계대로 잘 동작하는지를 검사하는 역할을 합니다. DRAM 등 메모리 제품의 수율, 품질, 원가를 지속적으로 분석하고 개선하며, 테스트 장비 조건을 조정해 양산 공정이 안정적으로 운영될 수 있도록 합니다.
이처럼 양산기술 직무는 반도체가 공장에서 문제없이 생산되고, 고객에게 전달되기 전까지의 모든 생산 품질을 책임지는 핵심 역할을 수행합니다.
지금까지 다소 딱딱하게 느껴질 수 있었던 반도체 직무(JD)를 개발 단계와 양산 단계로 나누어 쉽게 풀어보았습니다. 각 직무가 어떤 흐름 속에서 연결되어 있는지, 또 실제로 어떤 역할을 수행하는지를 이해하는 데 도움이 되었기를 바랍니다 😊
마지막으로, 오늘 알아본 각 직무를 간단히 정리하고 마무리 해볼까요~!
🔹 개발 단계
설계: 회로의 기능과 구조를 기획하고 설계하는 직무
소자: 반도체의 기본 구조와 전기적 특성을 설계하고 개선하는 직무
공정 R&D: 웨이퍼 위에 회로를 구현할 수 있도록 다양한 제조 공정을 개발하는 직무
PKG 개발: 칩을 외부 환경과 연결하고 보호하는 패키지 구조를 설계하는 직무
제품 엔지니어링(PE): 제품의 성능과 수율을 분석하고 테스트 기반을 구축하는 직무
🔹 양산 단계
전공정 양산기술: 생산 장비와 공정을 최적화해 품질과 수율을 안정적으로 유지하는 직무
후공정(P&T): 칩을 포장하고 테스트해 최종 제품으로 출하하기 위한 생산 품질을 확보하는 직무
앞으로 여러분이 진로를 고민할 때, 각 직무가 어떤 역할을 하는 지 조금 더 명확하게 떠올릴 수 있기를 바랍니다. 읽어주셔서 감사합니다! 🙌
