어떤 전공이면 반도체 팹에 갈 수 있을까? 전공별로 팹에서 하는 일

한마디로 반도체 팹은 한 가지 전공만 뽑지 않는다. 전기전자공학, 화학공학, 화학, 재료공학, 물리학, 기계공학, 산업공학, 컴퓨터공학 모두 흔히 가는 직무가 있다. 차이는 매일 상대하는 것이 웨이퍼인지, 장비인지, 데이터인지, 생산 라인 전체인지에 있다.

반도체 팹에는 왜 이렇게 많은 전공이 필요할까?

칩 하나를 만들려면 웨이퍼 한 장을 수백 단계에 걸쳐 가공해야 한다. 빛으로 패턴을 찍고, 플라즈마로 불필요한 재료를 깎아 내고, 표면에 아주 얇은 막을 한 층씩 쌓고, 표면을 평탄하게 연마하고, 세정과 계측을 몇 번이고 되풀이한다.

이 일들은 각각 다른 학문에 속한다.

• 화학 반응, 가스, 약액: 화학, 화학공학.
• 플라즈마, 빛, 진공, 그리고 박막의 성질: 물리학, 재료공학.
• 만들어진 트랜지스터가 제대로 동작하는지, 누설 전류가 있는지: 전기공학, 전자공학.
• 장비 자체, 즉 로봇 암, 펌프, 밸브, 센서: 기계공학, 기계전자공학.
• 매일 쏟아지는 계측 데이터, 순서를 정해야 하는 수많은 로트: 통계학, 컴퓨터공학, 산업공학.

그래서 팹의 직무는 대부분 이 학문 가운데 하나가 웨이퍼와 만나는 지점에 서 있다.

전공별로 흔히 가는 직무는?

아래는 대학의 반도체 진로 자료와 정부의 직업 소개에서 흔히 볼 수 있는 대응 관계다. 실제로는 다른 분야로 넘어가는 사람이 많으므로 정해진 규칙으로 여길 필요는 없다.

전공	흔히 가는 직무	매일 상대하는 것
화학공학, 화학, 재료공학	공정 엔지니어(식각, 박막, 세정, CMP, 퍼니스), 공정 통합	웨이퍼: 레시피, 막의 두께와 조성, 계측 결과
물리학, 전기전자공학(소자 분야)	공정 통합, 소자, 포토, 이온 주입, 수율 분석	트랜지스터의 전기적 특성, WAT 수치, 웨이퍼 맵
전기전자공학(회로·테스트 분야)	테스트 엔지니어, 제품 엔지니어	테스트 프로그램, 테스터, 칩 하나하나의 결과
기계공학, 기계전자공학	장비 엔지니어, 팹 인프라 엔지니어	장비, 진공, 로봇 암. 인프라는 가스, 화학 물질, 물, 전기, 배기
산업공학, 산업경영	생산관리, 제조부	라인 전체: 생산 능력, 로트 배정, 납기
컴퓨터공학, 통계학, 데이터 사이언스	자동화, 제조 시스템, 수율 분석	데이터와 프로그램: 어디가 틀어졌는지, 기계가 스스로 판단하게 하는 방법

흔한 예를 두 가지 들면 다음과 같다.

• 공정 엔지니어는 화학공학, 재료공학, 화학 전공이 많다. 매일 조정하는 것이 화학 반응과 재료의 조건이기 때문이다. 장비 엔지니어와 어떻게 일을 나누는지는 ‘공정 엔지니어와 장비 엔지니어는 무엇이 다를까?’에서 읽을 수 있다.
• 공정 통합 엔지니어는 수백 단계를 이어 동작하는 트랜지스터를 만들어 내야 하며, 물리학, 재료공학, 전기공학(소자 분야) 전공이 많다. ‘공정 통합 엔지니어(PIE)는 무슨 일을 할까?’에서 읽을 수 있다.

전기공학과가 꼭 더 유리할까?

꼭 그렇지는 않다. 전기전자 전공자는 칩 ‘설계’ 쪽에 가장 많다. 팹에서 전기공학 전공자는 소자, 테스트, 장비 쪽으로 가는 경우가 많지만, 공정 쪽에서는 화학공학과 재료공학 전공자가 똑같이 주력이다. 설계와 제조는 서로 아주 다른 길이다. ‘IC 설계(VLSI)와 팹 업무는 무엇이 다를까?’에서 읽을 수 있다.

또 팹에서 손으로 하는 많은 일, 예를 들어 장비 조작, 장비 순회 점검, 장비 이상에 대한 1차 대응은 기술자와 현장 직원이 맡는다. 이들은 고등학교나 직업계 고등학교, 전문대, 직업 훈련 과정이나 관련 학과 출신이 많다. 엔지니어는 대개 대졸 이상이다. R&D 라인이나 소자 관련 직무는 대학원 이상을 요구하는 경우가 많다.

아직 학생이라면 무엇을 준비하면 좋을까?

• 소자 물리 한 과목: 트랜지스터가 어떻게 켜지고 꺼지는지, 왜 누설 전류가 생기는지 알면 거의 모든 직무에서 쓸모가 있다.
• 반도체 공정 개론 한 과목: 웨이퍼 한 장이 어떤 단계를 거치고 단계마다 무엇을 하는지 알 수 있다.
• 통계와 실험 계획법: 팹의 일상은 데이터를 보는 일이다. 관리도, 실험 계획법(DOE), 수많은 숫자 속에서 원인을 찾아내는 방법이 모두 여기에 든다.
• 학교에 클린룸 실습 과목이 있다면 꼭 듣기: 방진복을 한 번 입어 보고 포토 공정을 직접 한 번 해 보면, 면접에서 이야기할 거리가 생긴다.
• 24시간 돌아가는 일이라는 점 알아 두기: 장비는 멈추지 않으므로 많은 직무가 교대 근무를 하거나 당번을 정해 온콜을 맡는다. ‘반도체 공장은 왜 24시간 멈추지 않을까?’에서 읽을 수 있다.

아직 못 정했다면? 먼저 하루를 보자

많은 사람이 막히는 이유는 직무마다 매일 실제로 무엇을 하는지 모르기 때문이다. 채용 공고에는 ‘공정 개선 담당’이라고 적혀 있지만, 새벽 2시 47분의 전화, 아침 회의에서 언제 해결되느냐는 질문을 받는 일, 퇴근 전에 어느 로트를 인수인계해야 하는지는 적혀 있지 않다.

fab24hr에서는

fab24hr의 ‘직장인의 하루’에는 35개 역할이 있다. R&D 라인, 양산 팹, 후공정 공장에 걸쳐 공정, 장비, 공정 통합, 제조, 팹 인프라, 품질, 생산관리, 마스크, 테스트, 패키징, 고객 담당까지 모두 있고, 역할마다 근무가 네 개씩 있다. 위의 표를 보고 자기 전공과 가장 가까운 역할을 먼저 해 본 다음 전혀 다른 역할로 바꿔 보면, 같은 팹, 같은 칩이 다른 사람의 눈에 어떻게 보이는지 알 수 있다. 게임 속 회사, 장비, 인물은 모두 가상이다. 전공과 직무의 대응은 공개된 일반 자료를 바탕으로 썼으며, 업무 분담과 요구 사항은 회사마다 다르다.