FAB (Fabrication Plant)의 발전: 과거부터 현재까지

 

 

FAB(Fabrication Plant)는 반도체나 디스플레이 패널을 생산하는 공장입니다. 

이 공장은 제조 공정의 중심 역할을 하며, 여러 세대의 기판을 처리할 수 있는 설비를 갖추고 있습니다. 

이번 포스팅에서는 FAB의 과거부터 현재까지의 변화를 살펴보고

향후 FAB의 발전 방향에 대해 예측해보겠습니다

 

 

FAB란 무엇인가?

FAB는 반도체와 디스플레이 패널을 만드는 공장을 의미합니다

이곳에서는 매우 깨끗한 환경에서 첨단 기술을 사용해 제품을 생산합니다

삼성전자, LG디스플레이 같은 주요 제조업체들이 다양한 세대의 FAB를 운영하고 있습니다

 

 

초기 FAB (1950-1970년대)

초기 FAB는 주로 연구개발과 소규모 생산을 목적으로 설립되었습니다

당시 기술은 매우 기초적인 수준이었으며, 

반도체 제조에 필요한 청정실(Clean Room) 기술도 미비했습니다

페어차일드 세미컨덕터(Fairchild Semiconductor)와 같은 회사들이 초기 FAB를 운영하며 

반도체 산업의 기초를 다졌습니다

 

 

1세대 FAB (1980-1990년대)

1세대 FAB는 대량 생산을 위한 공장으로 발전했습니다

이 시기에는 200mm 웨이퍼가 표준으로 사용되었습니다

자동화 기술이 도입되기 시작했고, 청정실의 규모와 등급이 향상되었습니다

삼성전자와 인텔(Intel) 등이 1세대 FAB를 통해 대규모 반도체 생산을 시작했습니다

 

 

2세대 FAB (2000년대)

2세대 FAB는 300mm 웨이퍼를 사용하여 생산성을 더욱 높였습니다

이 시기에는 디스플레이 패널 생산 공정도 발전하였습니다

첨단 리소그래피 기술과 화학적 기계 연마(CMP) 공정이 도입되어 미세 공정이 가능해졌습니다

LG디스플레이와 삼성디스플레이는 2세대 FAB를 통해

대형 TV와 모니터용 디스플레이 패널을 대량 생산했습니다

 

 

3세대 FAB (2010년대)

3세대 FAB는 450mm 웨이퍼와 함께 더욱 첨단화된 제조 공정을 채택하였습니다

스마트폰과 태블릿용 소형 디스플레이가 주요 생산품이 되었습니다

극자외선(EUV) 리소그래피와 같은 고해상도 패터닝 기술이 도입되어

10nm 이하의 미세 공정이 가능해졌습니다

TSMC와 삼성전자는 3세대 FAB를 통해 최첨단 반도체 칩과 디스플레이 패널을 생산하고 있습니다

 

 

4세대 및 최신 FAB (2020년대)

4세대 FAB는 450mm 이상의 웨이퍼를 사용하며, 

인공지능(AI)과 머신러닝(ML)을 이용한 스마트 제조 공정을 도입하였습니다

5nm 이하의 초미세 공정 기술이 상용화되었고,

플렉서블 및 투명 디스플레이의 생산이 가능해졌습니다.

삼성전자, TSMC, 인텔 등의 최신 FAB는 초미세 공정과 AI 기반의 스마트 팩토리 기술을 활용하여

생산성을 극대화하고 있습니다

 

 

향후 FAB의 발전 전망

앞으로의 FAB는 더욱 큰 기판 크기와 높은 처리 능력을 목표로 발전할 것입니다

예를 들어, 5nm 이하의 공정 기술이 더욱 발전하여 2nm, 1nm 공정이 가능해질 것입니다

또한, 친환경 기술과 에너지 효율성이 더욱 강화되어,

생산 과정에서의 환경 영향을 최소화할 것입니다

플렉서블 디스플레이와 같은 혁신적인 제품의 대량 생산이 가능해질 것이며,

AI와 머신러닝 기술을 활용한 스마트 제조 공정이 더욱 일반화될 것입니다

 

 

예상되는 미래 FAB 예시

극미세 공정 기술

1nm 이하의 공정이 가능해질 것입니다

 

친환경 FAB

에너지 소비를 줄이고, 재생 가능한 자원을 활용하는 친환경 공장이 될 것입니다.

 

스마트 제조

AI와 머신러닝 기술을 활용하여 생산 공정을 최적화하고,

실시간으로 품질을 관리하는 스마트 팩토리가 일반화될 것입니다.

 

디노의 의견

향후 FAB의 발전은 기술적 혁신과 환경적 지속 가능성 사이의 균형을 맞추는 것이 중요합니다

첨단 기술을 도입하여 생산성을 높이는 동시에,

친환경 공정을 통해 환경 영향을 최소화하는 방향으로 발전해야 합니다

또한, AI와 머신러닝을 활용한 스마트 제조 공정은 생산성을 극대화하고,

제품의 품질을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 것입니다

 

 

참고 자료

Display Supply Chain Consultants (DSCC) - 디스플레이 제조 장비와 기술에 대한 최신 정보 제공

Wikipedia - Display Technology - 디스플레이 기술에 대한 전반적인 개요와 최신 동향

Applied Materials - AKT-PECVD 시스템 설명

Corning - Gen 10.5 유리 기판 설명