수율
용어같은 공정에서 정상적으로 제품으로 나오는 반도체 칩의 비율로, 수율이 높을수록 제조 비용이 낮아진다.
한 줄 정의
수율: 반도체 제조 공정에 투입한 칩 가운데 검사에서 정상 제품으로 판정되는 칩의 비율입니다.
통념 교정
흔히 수율을 단순히 생산량으로 아는 경우가 많습니다. 실제로는 웨이퍼를 많이 만드는 것보다, 그중 불량 없이 판매 가능한 칩이 얼마나 나오는지를 나타내는 지표입니다.
1.무엇인가
반도체는 실리콘으로 만든 원판인 웨이퍼 위에 수많은 칩을 한꺼번에 새겨 생산합니다. 공정이 끝난 뒤에는 각 칩을 검사해 전기적 특성과 기능이 기준에 맞는지 확인합니다. 이때 정상적으로 작동해 제품으로 출하할 수 있는 칩의 비율이 수율입니다.
예를 들어 웨이퍼에 만든 칩 중 일부가 회로 결함, 오염, 미세한 균열 또는 전기적 특성 문제로 불량 판정을 받으면 해당 칩은 폐기되거나 다른 용도의 제품으로 분류될 수 있습니다. 수율은 보통 정상 칩 수를 전체 생산 칩 수로 나누어 계산합니다. 같은 설비와 공정에서 수율이 높아지면 동일한 투입량으로 더 많은 판매 가능 제품을 확보할 수 있어 제조 원가를 낮추는 데 도움이 됩니다.
반도체 제조는 매우 작은 오차에도 영향을 받는 정밀한 작업입니다. 따라서 새로운 공정이나 고난도 제품을 처음 양산할 때는 수율이 낮게 시작되다가, 장비 조건과 공정 방법을 개선하면서 점차 높아지는 경우가 많습니다. 다만 기업이 수율을 산정하는 범위와 기준은 제품, 공정 단계, 내부 관리 방식에 따라 다를 수 있습니다.
2.왜 중요한가 (투자자 관점)
수율은 반도체 기업의 매출뿐 아니라 이익의 질을 판단하는 데 중요한 단서입니다. 판매 가격이 같은 제품이라도 수율이 낮으면 웨이퍼와 장비 사용량에 비해 실제로 팔 수 있는 칩이 적어집니다. 그 결과 칩 하나에 배분되는 제조비가 커지고, 제품을 팔아도 이익이 줄어들 수 있습니다.
특히 고대역폭 메모리, 첨단 그래픽처리장치, 인공지능용 가속기처럼 구조가 복잡하거나 여러 칩을 연결하는 제품은 수율 변화의 영향이 클 수 있습니다. 한 부품의 불량 때문에 전체 제품을 출하하지 못하면, 나머지 부품과 공정에 들어간 비용까지 충분히 회수하지 못할 가능성이 있기 때문입니다.
수율 개선은 생산능력을 새로 늘리지 않고도 출하 가능한 제품 수를 증가시키는 효과가 있습니다. 반대로 기업이 대규모 증설을 발표했더라도 초기 수율이 낮으면 실제 출하량과 이익 개선이 기대보다 늦어질 수 있습니다. 따라서 엔비디아와 같은 주요 고객사의 실적이나 주문 전망을 살필 때에는 고객 수요뿐 아니라 이를 공급하는 반도체 기업의 수율과 양산 안정화 여부도 함께 확인할 필요가 있습니다.
다만 수율이 높다는 사실만으로 기업의 실적이 항상 좋아지는 것은 아닙니다. 제품 가격, 고객 주문, 원재료 비용, 감가상각비, 제품 구성과 생산능력도 이익에 영향을 줍니다. 기업이 수율 수치를 직접 공개하지 않는 경우에는 경영진의 설명, 출하량, 불량 관련 비용, 제품 공급 안정성 등을 종합해야 합니다.
3.실전 예시
3.1.예시 1: 동일한 웨이퍼에서 정상 칩이 늘어나는 경우
한 반도체 기업이 같은 공정으로 웨이퍼를 생산하고 검사한 결과, 초기에는 일부 칩만 정상 제품으로 판정되었다고 가정합니다. 이후 오염 관리와 노광 조건을 개선해 정상 판정 비율이 높아지면, 웨이퍼 투입량을 크게 늘리지 않아도 출하 가능한 칩이 증가합니다. 이 경우 매출 확대와 함께 칩 한 개당 제조원가가 낮아질 가능성이 있습니다.
3.2.예시 2: 복잡한 제품의 수율이 낮은 경우
고성능 반도체가 여러 개의 작은 칩을 조합하는 구조라고 가정합니다. 각각의 칩이 정상이어야 최종 제품 하나를 만들 수 있으므로, 개별 칩의 작은 불량도 완제품 생산을 제한할 수 있습니다. 기업이 주문을 충분히 확보했더라도 수율이 낮으면 고객이 원하는 물량을 제때 공급하지 못하고, 특급 운송이나 재검사 등 추가 비용이 발생할 수 있습니다.
4.헷갈리는 개념과 구분
| 개념 | 의미 | 수율과의 차이 |
|---|---|---|
| 가동률 | 공장이나 장비가 실제로 가동된 시간 또는 생산능력의 활용 정도입니다. | 가동률은 설비를 얼마나 사용했는지, 수율은 만든 제품 중 정상 제품이 얼마나 되는지에 관한 지표입니다. |
| 생산성 | 일정한 시간과 자원으로 얼마나 많은 결과물을 만들어 내는지를 뜻합니다. | 생산성은 인력, 장비, 공정 시간 등을 폭넓게 평가하며, 수율은 불량을 제외한 정상 제품의 비율에 초점을 둡니다. |
수율과 가동률은 함께 봐야 합니다. 공장을 계속 가동해도 수율이 낮으면 판매 가능한 제품이 적을 수 있으며, 수율이 높아도 장비 가동이 부족하면 전체 출하량이 제한될 수 있습니다.
5.확인 체크포인트
- 기업이 말하는 수율이 웨이퍼 전체 기준인지, 특정 공정이나 특정 제품 기준인지 확인해야 합니다.
- 수율 개선이 실제 출하량 증가와 매출 및 이익 개선으로 이어졌는지 살펴봐야 합니다.
- 새로운 제품의 양산이 시작된 단계인지, 공정이 안정화된 단계인지 구분해야 합니다. 초기 수율을 장기 수율로 단정하기 어렵기 때문입니다.
- 수율 외에도 고객 주문, 제품 가격, 가동률, 생산능력, 불량 관련 비용을 함께 확인해야 합니다. 수율 하나만으로 기업의 실적이나 주가 방향을 판단해서는 안 됩니다.
본 문서는 정보 제공용이며 투자 권유가 아닙니다.