반도체 이해를 돕고자 쉬운 풀이용으로 글을 씁니다. 디테일을 더하기 위해서는 좀 더 깊숙한 학습과 공부가 필요하며, 다만 누구나 이해할 수 있도로 최대한 쉽게, 비유를 하며 쓴글이니 참고 부탁드립니다.
반도체 생태계
반도체는 설계 -> 생산 -> 조립 -> 검사 -> 유통의 과정을 거칩니다.
이 전 과정을 비지니스로 하는 기업을 종합반도체기업 IDM이라고 합니다. 대표적인 예가 삼성전자입니다.
전부다 관여를 하는 삼성도 있지만 섹터별로 분업화하는 경우가 대부분입니다. 대표적인 예가 유명 TSMC입니다.
TSMC는 대만기업으로 반도체 제조만을 주력하는 기업입니다. 이 사업을 파운드리라고 부릅니다.
반대로, 생산은 하지 않으며 제품의 설계도만 만드는 기업도 있습니다. 애플, 테슬라, 엔비디아가 대표적인 기업으로 건설로 치면 설계 도면만 작성하는 기업으로 생각하시면 됩니다. 이를 팹리스(Fabless)라고 부릅니다. 쉽게 공장이 없이(생산 설비없이) 반도체의 설계도만 그리는 비즈니스입니다. 기술력이 뒷받침이 되어야합니다.
애플이 아이폰의 AP를 설계하고 TSMC는 이를 제조하게 됩니다. 애플은 팹리스, TSMC는 파운드리 역활을 하게 되죠. 삼성은 종합반도체로 설계할 여력도 있기에 당연지사 애플 입장에서는 제조만을 하는 TSMC를 선호하게 됩니다. 물론 TSMC는 기술력도 뛰어납니다.
반도체 디자인 하우스 - 가교
팹리스는 앞서 설계도를 작성한다고 했습니다. 설계도는 본인(팹리스)입장에서 작성하였기에 제조용(파운드리)입장에서 받아들일 수 있는 설계도가 필요하게됩니다.
우리가 문제를 풀고 모르게되면 해설집을 봅니다. 그 때, 문제집의 해설집만으로 이해가 안되는 경우가 있습니다. 우리는 이럴 떄 선생님의 추가 도움이 필요하게 됩니다. 적합한 예일지 모르겠지만, 디자인하우스는 문제집의 해설집의 천편일률 적인 해석이 아닌 추가적인 선생님의 도움처럼 각각의 이해를 돕게 해석을 해주는 역할을 비슷하다고 이해하면 됩니다.
팹리스의 설계도를 제조하는 파운드리가 쉽게 이해할 수 있도록 돕는 역활이 디자인하우스입니다.
시스텝 반도체는 분업화
메모리반도체와는 달리 시스템 반도체는 다품종 소량생산의 구조입니다. 각각의 팹리스에서 원하는 바가 다릅니다.
차량/핸드폰/로봇/인공지능 등 각각에 반도체들이 다 다르다고 보면됩니다. 그렇기에 손이 많이 필요하며, 수많은 원청자(팹리스)들의 설계도를 제조업체(파운드리)가 쉽게 이해할 수 있도록 전환해주는 디자인 하우스의 도움이 필요하게 됩니다.
디자인 하우스의 종류
1) DSP(Design Solution Partner)
디자인 하우스가 직접 팹리스에 영업하여 파운드리에 소개. 턴키 비지니스라고 치며 수익성이 높습니다.
2) VDP(Virtual Design Patner)
삼성 파운드리가 팹리스 기업과 계약 체결. 삼성이 체결한 팹리스 설계도를 디자인하우스에 용역을 맡기는 구조. DSP보다는 저수익
IP기업 - 설계도구 제작
시스템반도체(CPU,GPU등)을 만들기 위한 최소한의 블록입니다. 반도체 1개를 제조하기 위해서는 70개 이상의 IP가 필요합니다. CPU의 설계도를 작성하기 위해서는 수많은 IP가 있어야 합니다.
레고를 생각하면 쉽습니다. 레고의 성을 만들기 위해 필요한 하나의 블록이라고 쉽게 이해하면 됩니다. 이 IP(블록)을 구성하여 하나의 반도체로 완성하게 됩니다.
IP설계업체들의 반도체 블록을 설계하면 팹리스 기업들은 IP를 조합 및 연구하여 시스템 반도체 설계 도면을 작성하게 됩니다. 이 설계 도면이 완성되면 파운드리에 제작을 의뢰합니다. 파운드리는 디자인하우스에 요청하여 제조에 쉽게 설계 도면을 다시 받게됩니다. 제조에 적합하게 전환 된 설계도를 토대로 파운드리는 반도체를 제작합니다.
반도체 생태계
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