지금까지 노광, 식각, 증착, 검사까지 쭉 공부하면서 계속 배경처럼 등장하던 단어가 하나 있었다. 클린룸. 반도체 공장을 소개하는 영상이나 기사를 보면 방진복을 입은 사람들이 새하얀 공간에서 일하는 모습이 자주 나오는데, 대체 얼마나 깨끗해야 하길래 저렇게까지 하는 건지 궁금해서 이번엔 이 클린룸을 파봤다. 매번 방진복 입은 사람들 모습만 보고 그냥 넘겼는데, 막상 파고들어 보니 이게 생각보다 훨씬 진지하게 다뤄야 할 주제였다.
찾아보기 전엔 그냥 "먼지 없는 깨끗한 방" 정도로만 생각했는데, 알고 보니 클린룸의 청정도는 우리가 상상하는 수준을 훨씬 뛰어넘는 개념이었다. 클린룸은 공기 중에 떠다니는 미세먼지 입자 개수를 기준으로 등급을 매기는데, 최첨단 반도체 공정에 쓰이는 클린룸은 이 입자 개수를 일반 사무실이나 수술실보다도 훨씬 엄격하게 관리한다. 병원 수술실도 꽤 깨끗한 곳이라고만 생각했는데, 그보다 몇 단계는 더 엄격한 기준이 있다는 걸 알고 나서는 반도체 공장을 상상하는 이미지 자체가 달라졌다.
먼지 입자 하나가 회로를 망가뜨린다
가장 먼저 이해해야 했던 건 왜 이렇게까지 먼지에 민감한가였다. 답은 이미 앞서 공부한 미세공정 개념에 있었다. 요즘 반도체 회로 선폭은 나노미터 단위, 즉 머리카락 굵기의 몇만분의 일 수준이다. 일반적인 먼지 입자 하나의 크기가 이 회로 선폭보다 훨씬 크다는 걸 알고 나니, 왜 먼지 하나가 치명적인 결함으로 이어지는지 바로 이해가 됐다. 머리카락 하나가 웨이퍼 위에 떨어지는 걸 사람 기준으로 비유하면, 마치 도로 위에 커다란 바위가 떨어진 것과 비슷한 규모라는 설명을 보고서야 그 심각성이 실감났다.
웨이퍼 위에 회로를 그리는 도중에 먼지 입자 하나가 떨어지면, 그 부분의 회로 패턴이 왜곡되거나 아예 끊겨버릴 수 있다. 앞서 공부한 수율 개념과 바로 연결됐는데, 이런 미세한 오염 하나가 웨이퍼 전체 수율을 떨어뜨리는 직접적인 원인이 될 수 있다는 거였다. 클린룸이 이렇게까지 엄격하게 관리되는 이유가 결국 이 수율과 품질을 지키기 위한 최전선 방어선이라는 걸 알게 됐다. 재밌었던 건 클린룸 등급을 나타내는 숫자가 1세제곱피트 공간 안에 떠다니는 특정 크기 이상의 입자 개수를 기준으로 한다는 점이었는데, 최상위 등급 클린룸은 이 숫자가 일반 도시 대기의 수십만분의 1 수준이라는 설명을 보고 그 정밀함에 놀랐다.
사람이 가장 큰 오염원이라는 사실
클린룸을 찾아보면서 가장 의외였던 부분은, 클린룸 안에서 가장 큰 오염원이 다름 아닌 사람이라는 사실이었다. 사람 몸에서는 피부 각질, 머리카락, 옷에서 나오는 섬유 먼지, 숨을 쉴 때 나오는 미세한 입자들이 끊임없이 떨어져 나온다는 걸 알게 됐다. 그래서 반도체 공장에서 일하는 사람들이 온몸을 감싸는 방진복을 입고, 얼굴까지 마스크와 고글로 가리는 이유가 단순히 개인 보호가 아니라 웨이퍼를 사람으로부터 보호하기 위한 조치였다는 걸 이해하게 됐다.
이 사실을 알고 나니 방진복 착용 절차가 왜 그렇게 까다롭게 다뤄지는지도 납득이 갔다. 정해진 순서대로 옷을 갈아입고, 에어샤워를 거쳐 몸에 붙은 먼지를 떨어내고 나서야 클린룸에 들어갈 수 있다는 걸 여러 자료에서 확인할 수 있었다. 사람이 최대한 먼지를 만들지 않도록 움직임까지 조심해야 한다는 얘기를 접하면서, 반도체 공장이 첨단 기술의 집약체이면서 동시에 얼마나 예민한 환경 관리가 필요한 곳인지 새삼 실감했다. 심지어 화장품이나 향수 사용도 제한된다는 얘기를 보면서, 우리가 평소 아무렇지 않게 여기는 것들이 이 공간에서는 전부 오염원으로 취급된다는 게 새삼 낯설게 다가왔다.
등급으로 나뉘는 클린룸, 그리고 이어지는 궁금증
클린룸도 청정도에 따라 등급이 나뉜다는 걸 알게 됐다. 미세공정으로 갈수록, 그리고 회로를 직접 새기는 노광이나 식각 공정이 이뤄지는 구역일수록 훨씬 높은 등급의 청정도가 요구된다는 것이었다. 반면 상대적으로 민감도가 낮은 후공정 영역은 조금 덜 엄격한 등급으로도 운영된다는 걸 알게 되면서, 공장 전체가 균일하게 깨끗한 게 아니라 공정 특성에 따라 청정도를 세분화해서 관리한다는 사실이 흥미로웠다.
이걸 알고 나니 새로운 궁금증도 생겼다. 이렇게 극도로 청정한 환경을 유지하려면 공조 설비 하나만으로도 엄청난 비용과 에너지가 들어갈 텐데, 이게 반도체 공장 운영 비용에서 얼마나 큰 비중을 차지할지 궁금해졌다. 찾아본 자료들에서는 클린룸 공조 시스템이 반도체 공장 전체 에너지 소비에서 상당한 비중을 차지한다는 설명이 있었는데, 왜 최근 반도체 기업들이 공장 에너지 효율화에도 신경 쓰는지 이 지점에서 다시 연결지어 이해할 수 있었다. 24시간 쉬지 않고 공기를 걸러내고 순환시켜야 하는 만큼, 클린룸 유지 자체가 반도체 공장의 숨겨진 고정비용이라는 걸 알고 나니 반도체 원가 구조를 보는 시야도 조금 더 넓어진 느낌이었다.
클린룸 하나를 파고들었을 뿐인데, 그동안 공부해온 미세공정과 수율 개념이 여기서도 다시 이어졌다. 반도체는 회로를 잘 설계하고 잘 만드는 것 못지않게, 그걸 만드는 환경 자체를 극한으로 통제하는 것도 핵심이라는 걸 이번에 제대로 배웠다. 회로 설계 하나 잘하는 것으로 끝나는 산업이 아니라, 그 회로가 태어나는 공간 자체를 지키는 것도 반도체 경쟁력의 일부라는 걸 새삼 실감했다. 눈에 보이지 않는 공기 하나까지 관리하려는 이 집요함이야말로, 반도체 산업이 지금 수준까지 올 수 있었던 이유 중 하나가 아닐까 싶다. 다음엔 이 클린룸을 유지하는 공조 장비나 필터 기술을 만드는 기업들도 한번 찾아봐야겠다.
내가 산 OOOOO 회사 주가가 12,800원 대에 10주를 매수했었다.
구매 당일과 오늘로 해서 2일차에 주가는 13,470원 수익률은 약 5%정도이다.
아직 매도를 하지 않았기 때문에 확정 이득은 아니지만 그래도 수익권이다 보니 괜시리 마음이 뿌듯하다.
일을 나서게되면 사무직과는 달라서 앉을시간도 별로 없고 계속 움직여야 하기 때문에 주식 창을 들여다볼 시간이 많이 제한적이다.
그래서 단타를 할 수가 없기 때문에 자연스레 오랜 시간을 공들일 수밖에 없다.
그래도 회사를 공부하고 아직은 재무제표를 보는것도 미숙하지만 보려 노력하면서 하나하나 익혀가고 있다.
공부를 하면서 관련 기업에도 관심이 생겼다. 그래서 소액으로 해당 기업의 주식을 매수해 뉴스와 산업 흐름이 실제 주가에 어떤 영향을 주는지 직접 관찰해 보기로 한 것이다.
큰 돈은 아니지만 그래도 잃는 것 보다는 이익을 보고 싶은 것이 솔직한 심정이기에 틈틈이 공부해서 괜찮은 종목을 찾고 싶다.