팹(fab)이란? 반도체에서 말하는 fab, ‘팹에 들어간다’는 무슨 뜻일까?

fab은 반도체 공장을 가리키는 영어 줄임말로, fabrication facility 또는 fabrication plant에서 왔으며 직역하면 ‘제조 공장’이다. 반도체 업계에서 fab은 칩을 웨이퍼 위에 한 층씩 만드는 공장만을 가리키며, 영어로는 wafer fab이나 chip fab이라고도 한다. 설계를 마친 회로가 실제 물건이 되는 곳이 바로 팹이다.

대만 업계에서는 대화할 때 이 영어 단어를 그대로 쓰는 경우가 많다. “fab에서 일한다” “조금 있다가 fab에 들어가야 한다”처럼 말이다. 이 글은 이 단어에서 출발해 각 절을 짧게 정리했다. 더 알고 싶은 부분은 링크를 따라가 읽으면 된다.

fab은 무슨 뜻일까? 어떤 영어의 줄임말일까?

fabricate는 영어로 ‘제조하다’, fabrication은 그 명사형이다. 칩을 만드는 공장을 영어로 fabrication plant 또는 fabrication facility라고 하며, 줄임말은 앞의 세 글자를 따서 fab이다. 여러 곳이면 fabs라고 한다.

일상 영어에서 fab은 fabulous(굉장한)의 구어 줄임말일 수도 있는데, 공장과는 관계가 없다. 앞뒤 문맥을 보면 구분할 수 있다. 칩, 웨이퍼, 클린룸과 함께 나오는 fab은 반도체 공장이다.

‘팹에 들어간다’는 무슨 뜻일까?

대만 업계의 구어로, 흔히 두 가지 뜻으로 쓴다.

• 클린룸 안의 생산 라인으로 들어간다. 팹 엔지니어는 많은 시간을 클린룸 밖 사무실에서 데이터를 보고 회의를 하며 보낸다. 장비를 보거나 웨이퍼를 가지러 갈 때 ‘팹에 들어간다’. 들어가기 전에는 머리부터 발끝까지 감싸는 방진복으로 갈아입고 에어샤워를 통과한다. 에어샤워는 작은 방으로, 노즐에서 깨끗한 공기를 세게 뿜어 옷 표면의 파티클을 날려 보낸다. 나올 때는 다시 자기 옷으로 갈아입는다. 왜 이렇게 입어야 하는지는 ‘클린룸에서는 왜 전신 방진복을 입을까?’에서 다룬다.
• 반도체 공장에 취업한다. “졸업하면 팹에 들어가고 싶다”는 반도체 공장에서 일하고 싶다는 뜻이다. 팹에는 어떤 직무가 있는지는 ‘반도체 업계에는 어떤 직무가 있을까?’를 참고하면 된다.

그래서 같은 “나 팹에 있어”라는 말도 “지금 클린룸 안에 있다”는 뜻일 수도, “반도체 공장에서 일한다”는 뜻일 수도 있다.

팹과 파운드리는 무엇이 다를까?

한마디로 팹은 장소이고, 파운드리는 사업의 한 종류다.

• 팹은 공장 그 자체다. 건물, 클린룸, 장비를 말한다.
• 파운드리(foundry)는 다른 회사의 칩을 만들어 주는 사업이다. 칩은 고객이 설계하고, 파운드리는 그 설계대로 만들 뿐 자기 칩을 팔지 않는다. foundry라는 말은 원래 ‘주조 공장’을 뜻했는데, 나중에 이런 회사를 부르는 말로도 쓰이게 되었다.

부엌에 빗대어 보면 이렇다. 팹은 부엌이다. 파운드리는 여러 브랜드의 주문을 받아 그들의 조리법대로 요리하는 센트럴 키친과 같다. 센트럴 키친에는 반드시 부엌이 있지만, 부엌이 있다고 모두 센트럴 키친은 아니다. 칩을 직접 설계하고 직접 만드는 회사(IDM이라고 한다)도 자기 팹이 있지만, 그 팹에서는 자기 칩을 만든다.

팹과 파운드리를 섞어 쓰는 사람도 있다. 뉴스를 볼 때는 이렇게 구분하면 된다. “새 팹을 짓는다”는 공장을 짓는다는 이야기이고, “파운드리”는 그 회사가 하는 사업이 위탁 생산이라는 이야기다. 파운드리가 어떻게 돌아가는지는 “뉴스에 나오는 ‘파운드리’란?”에서 다룬다.

팹 안에는 무엇이 있을까?

• 클린룸: 칩이 실제로 만들어지는 곳이자 팹의 중심이다. 천장에서 필터를 거친 공기가 내려와 구멍 뚫린 바닥으로 빠져나가며, 공기가 일반 방보다 훨씬 깨끗하다(클린룸은 얼마나 깨끗할까?).
• 공정 구역: 나누는 방식은 팹마다 조금씩 다르지만, 흔히 포토, 식각, 박막, CMP, 퍼니스, 이온 주입, 세정으로 나눈다. 같은 일을 하는 장비를 한곳에 모아 두고, 웨이퍼는 이 구역들 사이를 오가며 수백 단계를 거치는데, 몇 주에서 몇 달이 걸린다(반도체 공장의 7개 공정 구역은 각각 무슨 일을 할까?, 칩은 어떻게 만들어질까?).
• 반송: 웨이퍼는 밀폐된 FOUP에 담겨, 천장 레일 위를 달리는 OHT(천장 반송 장치)가 장비 입구까지 옮긴다(웨이퍼는 팹 안에서 어떻게 이동할까?).
• 계측과 테스트: 중요한 단계를 마칠 때마다 측정한다. 막이 얼마나 두꺼운지, 선이 얼마나 넓은지, 파티클이 늘지 않았는지를 본다. 로트 전체를 마치고 팹을 나가기 전에는 WAT(wafer acceptance test)도 한다. 칩과 칩 사이에 측정용으로 따로 남겨 둔 TEG를 측정해 이 로트가 제대로 만들어졌는지 확인한다(팹은 공정이 제대로 됐는지 어떻게 알까?). 칩 하나하나를 검사하는 웨이퍼 테스트는 후공정 공장이나 전문 테스트 업체에 보내 하는 경우가 많다.
• 서브팹: 클린룸 아래층으로, 영어로 subfab이라고 한다. 장비의 진공 펌프, 배기가스 처리 장치, 가스와 약액 배관이 상당수 이곳에 있으며, 되도록 위층의 해당 장비 바로 아래 가까이에 배치한다. 팹 전체에 필요한 전력, 초순수, 가스, 화학 약품은 팹 인프라 부서가 공급한다(팹 인프라 엔지니어는 무슨 일을 할까?).

클린룸 밖에는 엔지니어의 사무실과, 인프라 부서가 팹 전체의 물, 전기, 가스를 지켜보는 중앙 제어실도 있다. 장비가 비싸고 웨이퍼는 한 번 공정에 들어가면 몇 주에서 몇 달이 걸리기 때문에, 팹은 1년 내내 가동되고 사람들이 교대로 지킨다(반도체 공장은 왜 24시간 멈추지 않을까?).

팹, 후공정 공장, IC 설계 회사는 무엇이 다를까?

칩 하나(정식 이름은 IC, 곧 집적회로)는 흔히 이 세 곳을 거친다.

	IC 설계 회사	팹(반도체 공장)	후공정 공장
하는 일	컴퓨터로 회로를 설계해 설계 데이터를 넘긴다	설계대로 웨이퍼 위에 회로를 한 층씩 만든다	칩을 테스트하고, 잘라 내고, 패키징한 뒤 다시 테스트한다
다루는 것	설계 파일	웨이퍼 한 장 한 장	칩 하나하나
일하는 곳	사무실, 컴퓨터 앞	사무실과 클린룸 사이	사무실과 클린룸 사이(클린룸은 대개 팹만큼 엄격하지 않다)
더 읽기	IC 설계(VLSI)와 팹 업무는 무엇이 다를까?	칩은 어떻게 만들어질까?	OSAT란? 후공정 공장은 무엇을 할까?

순서는 이렇다. 설계 회사가 설계를 넘기면 회로를 찍어 내는 포토마스크가 만들어지고, 웨이퍼는 팹에서 완성된 뒤 후공정 공장으로 간다. 업계에서는 흔히 팹이 맡는 단계를 ‘전공정’, 패키징·테스트를 ‘후공정’이라고 부른다.

팹리스는 무슨 뜻일까?

팹리스(fabless)는 ‘팹이 없다’는 뜻으로, 칩을 설계만 하고 자기 반도체 공장은 없는 회사를 말한다. 설계는 파운드리에 맡겨 만들고, 패키징과 테스트는 후공정 업체에 맡긴다. 흔히 말하는 ‘IC 설계 회사’는 대부분 이런 회사다. 앞의 비유로 하면, 메뉴만 개발하고 자기 부엌은 없는 외식 브랜드와 같다.

왜 직접 공장을 짓지 않을까? 팹이 매우 비싸기 때문이다. 가장 앞선 팹 하나를 짓고 장비로 채우려면 수십억 달러에서 백억 달러 이상이 든다. 다 지은 뒤에도 물량을 늘 가득 채워야 수지가 맞는다. 공장을 짓지 않으면 돈과 인력을 설계에 집중할 수 있는 대신, 파운드리와 일정·생산 능력을 조율해야 한다.

팹리스와 반대되는 것은 칩을 직접 설계하고 자기 팹도 가진 회사, 곧 앞에서 말한 IDM(종합 반도체 기업)이다. 세 종류의 회사가 어떻게 일을 나누는지, 왜 그렇게 나뉘었는지는 “뉴스에 나오는 ‘파운드리’란?”에서 식당에 빗대어 설명했다. 반도체 밖에서도 직접 공장을 짓지 않고 설계와 판매만 하는 회사를 팹리스라고 부르기도 한다.

fab24hr에서는

fab24hr라는 이름의 fab이 바로 반도체 공장이다. 게임의 무대는 가상의 R&D 라인, 양산 팹, 후공정 공장이다. ‘직장인의 하루’에서는 세 곳을 모두 고를 수 있고, 메인 스토리 ‘칩의 일생’은 가상의 보청기 칩 하나를 따라 R&D 라인과 양산 팹을 거쳐 후공정 공장까지 간다. 사무 공간에서 클린룸으로 들어갈 때는 언제나 방진복으로 갈아입고 에어샤워를 통과해야 하며, 하루에도 여러 번 드나드는 경우가 많다. 양산 팹의 인프라 엔지니어가 되면 아래층의 서브팹까지 내려간다. 팹에서 한 근무를 보내 보고 싶다면 ‘출근’을 누르고 ‘직장인의 하루’를 고른 뒤, ‘오늘 나는’ 카드에서 ‘개발 라인’, ‘양산 팹’, ‘후공정 공장’ 중 하나를 누르고 좌우로 넘겨 그 직무를 찾은 다음, 구역이 있는 직무라면 구역을 하나 누르면 된다. R&D 라인과 양산 팹의 차이는 ‘R&D 라인과 양산 팹은 무엇이 다를까?’에서 다룬다. 에어샤워와 서브팹 안이 어떻게 생겼는지는 ‘분해해서 보는 반도체 공장 장비’에서 볼 수 있다. 게임 속 회사, 인물, 장비 번호, 숫자는 모두 가상이다. 팹이 무엇인지, 그 안에 무엇이 있는지는 공개된 일반 자료를 바탕으로 썼다. 다른 업계 용어는 ‘반도체 공장 전문 용어, 쉬운 말로 풀이’에서 찾아볼 수 있다.