전기차 충전은 전력 반도체가 쓰이는 응용 분야 중 하나입니다. 이 사진은 응용 분야를 보여 줄 뿐, 이 충전기 내부의 반도체 기술이나 웨이퍼 크기를 알려 주지는 않습니다. 사진에는 Creative Commons Attribution–ShareAlike 4.0(CC BY-SA 4.0)이 적용됩니다. 저작자를 표시하고, 사진 수정본을 공유할 때 같은 라이선스나 호환 라이선스를 적용해야 합니다. 사진: Matti Blume / Wikimedia Commons, 2026년 7월 4일, CC BY-SA 4.0.
구매하는 SiC(silicon carbide, 탄화규소) 전력 소자의 공급사가 생산을 150mm 웨이퍼에서 200mm 웨이퍼로 옮긴다고 알려 왔다고 가정해 봅시다. 웨이퍼는 칩 여러 개를 만드는 얇고 둥근 결정 조각이고, 숫자는 그 지름입니다. SiC는 높은 전압을 효율적으로 스위칭하는 소자를 만드는 화합물 반도체로, 전기차(EV, electric vehicle) 충전기 같은 전력 장비에 쓰입니다. 200mm SiC 웨이퍼로 바뀌면 소자당 비용이 내려갈까요? 그리고 그 말을 믿기 전에 무엇을 요구해야 할까요?
결론부터 말씀드리면, 자동으로 내려가지는 않습니다. 200mm 웨이퍼의 원형 면적은 150mm 웨이퍼의 약 1.78배이지만, 우리가 구매하는 것은 면적이 아니라 합격한 소자입니다. 합격 소자당 비용이 내려가는지는 배치, 웨이퍼 손실, 전기 시험, 패키징, 최종 시험을 거쳐 몇 개의 다이(die, 웨이퍼에서 잘라 낸 개별 칩)가 남는지, 그리고 공급사가 비용을 어떻게 집계하는지에 달려 있습니다.
세 가지 핵심 정리
- 면적이 커진다는 것은 기하학적 사실입니다. 합격 소자당 비용이 낮아진다는 것은 제품별 근거가 필요한 주장입니다.
- 비용은 같은 웨이퍼를 대상으로, 같은 비용 범위와 같은 분모(나누는 수)를 써서, 가급적 합격 다이 기준으로 비교하십시오.
- 공급사의 웨이퍼 크기 전환 발표는 귀사 부품에 대한 고객 양산 승인이 아닙니다.
큰 웨이퍼는 면적을 주지만 소자 비용을 약속하지는 않습니다
사실(기하학): 원의 면적은 지름의 제곱에 비례하므로 200² ÷ 150² = 16/9, 약 1.78입니다. 총면적이 77.8% 늘어난다는 뜻이지, 양품 소자가 77.8% 늘어난다는 뜻이 아닙니다.
이 면적의 일부는 쓸 수 없습니다. 다이(die)는 웨이퍼에서 잘라 내는 개별 반도체 칩입니다. 배치에서는 웨이퍼 가장자리의 띠(edge exclusion, 가장자리 제외 영역), 결정 방향을 표시하는 작은 평평한 면이나 홈, 다이 사이에서 톱날이 지나가는 좁은 길(스크라이브 레인), 시험용 패턴 자리가 빠집니다. 총 다이 수(gross die)는 이 배치에 들어가는 완전한 다이 자리의 수로, 전기적 판정 전의 숫자입니다.
면적비 16/9만으로는 가격이나 합격 다이의 증가를 입증할 수 없습니다.
전공정 비용을 비교하기 전에 합격 다이부터 세십시오
전공정(front-end) 비용은 웨이퍼를 만들어 전기적 선별(sort), 즉 웨이퍼 위의 다이를 하나씩 시험하는 단계까지 가져가는 데 든 모든 비용입니다. 기판(처음 투입하는 SiC 웨이퍼), 에피택시, 제조, 측정과 선별이 포함되며, 나중에 폐기된 웨이퍼의 비용도 들어갑니다. 에피택시(epitaxy)는 소자가 만들어지는 기판 위에 얇은 결정층을 키우는 공정입니다.
용어를 일관되게 사용하십시오.
- 웨이퍼 생존율: 전기적 선별 단계에 도달한 웨이퍼 수를 투입 웨이퍼 수로 나눈 값.
- 전기적 수율(electrical yield): 합격 다이 수를 시험한 다이 수로 나눈 값. 어떤 다이를 센 것인지, 웨이퍼 단위 손실이 이미 포함되었는지 밝혀야 이중 계산을 피할 수 있습니다.
- 합격 다이: 전기적 선별을 통과한 다이.
하나의 생산 집단(cohort, 같은 시기에 투입되어 같은 공정을 거친 웨이퍼 그룹)을 정하고, 분자와 분모가 같은 웨이퍼를 가리키게 하십시오. 그 생산 집단의 전공정 비용을 합격 다이 수로 나누거나, 투입(started) 웨이퍼당 평균 전공정 비용을 투입 웨이퍼당 합격 다이 수와 비교합니다. 가공을 마친 웨이퍼나 살아남은 웨이퍼의 비용을 투입 웨이퍼 기준 생산량으로 나누거나, 그 반대로 계산하면 안 됩니다.
그러면 손익분기는 곧바로 나옵니다. 200mm의 투입 웨이퍼당 평균 비용은 투입 웨이퍼당 합격 다이가 늘어난 비율만큼까지만 올라도 됩니다.
가상 예시. 모든 입력값은 임의로 만든 것입니다. 단위는 임의 단위이며 통화가 아니고, 공급사 데이터는 쓰지 않았습니다.
| 항목 | 가상의 150mm 사례 | 가상의 200mm 사례 |
|---|---|---|
| 투입 웨이퍼 | 100 | 100 |
| 웨이퍼 생존율 | 0.95 | 0.90 |
| 생존 웨이퍼당 총 다이 | 100 | 170 |
| 전기적 수율 | 0.90 | 0.75 |
| 투입 웨이퍼당 합격 다이 | 85.5 | 114.75 |
| 투입 웨이퍼당 전공정 비용(단위) | 1.00 | 1.60 |
| 생산 집단 전체 전공정 비용(단위) | 100 | 160 |
| 생산 집단 전체 합격 다이 | 8,550 | 11,475 |
| 합격 다이당 비용 | 0.0117 | 0.0139 |
여기서는 투입 웨이퍼당 합격 다이가 약 34% 늘지만 투입 웨이퍼당 비용은 60% 늘어, 합격 다이당 비용이 약 19% 높습니다. 손익분기가 되려면 200mm의 투입 웨이퍼당 비용이 약 1.34단위 이하여야 합니다. 가상 입력값을 바꾸면 결론은 뒤집힐 수 있습니다. 중요한 것은 숫자가 아니라 계산 방법입니다.
생산량이 늘어나는 동안 폐기, 설비 가동률, 패키징을 끝까지 따라가십시오
램프업(ramp-up)은 공장이 첫 생산에서 계획 물량까지 생산량을 끌어올리는 기간입니다. 합격 다이가 곧 출하 소자는 아닙니다. 선별 뒤에 다이를 잘라 내고, 패키지로 조립하고, 다시 시험합니다. 단계마다 고유한 손실과 비용이 있습니다. 완전한 비교는 최종 시험을 통과한 패키지 소자당 비용을 묻고, 감가상각, 램프업 엔지니어링, 간접비, 보증이 포함되었는지 밝혀야 합니다. 다이가 여러 개 들어가는 모듈은 단일 패키지 수율이 아니라 자재 명세서(다이와 다른 부품의 목록)를 바탕으로 부품별 수율과 비용을 적용한 계산이 필요합니다. 패키징과 시험의 손실은 웨이퍼 전기적 수율과 별개이므로 따로 요청하십시오.
설비 가동률(utilization)은 공장의 선언된 생산능력 중 실제로 쓰는 비율입니다. 고정비가 더 적은 웨이퍼에 나뉘면 웨이퍼당 비용이 올라가므로 설비 가동률은 비용 쪽에 속합니다. 전기적 수율이 아니므로 합격 다이에 곱해서는 안 됩니다.
공급사 진술: STMicroelectronics(ST)는 미국 증권 규제기관에 Form 6-K 보고서를 제출합니다. 이 회사의 2026년 2분기 Form 6-K에는 회사 전체 차원의 미사용 생산능력 관련 비용이 보고되어 있습니다. 미사용 생산능력이 실제 비용 항목임을 보여 주지만, SiC만의 수치나 램프업에 한정된 수치가 아니며 귀사 부품에 쓸 수치도 제공하지 않습니다.
소재 품질도 질문할 수 있는 항목입니다. 공급사 진술: Wolfspeed의 2026년 9월 27일 발표는 프리미엄 200mm 기판의 개선 근거로 결함 지표와 웨이퍼 형상의 일관성을 듭니다. AIXTRON의 G10-SiC 제품 페이지는 150mm 및 200mm 에피택시 구성을 나열하며, 150mm 9장 또는 200mm 6장 배치를 포함합니다. 연구기관인 Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device Technology(IISB)는 웨이퍼 전체 측정과 기판·에피택시층 특성을 소자의 전기적 결과와 연결하는 작업을 설명합니다. 추론: 이는 데이터를 요청할 이유이지 귀사 부품의 수율 근거가 아닙니다. 결함 수만으로는 몇 개의 다이가 불량이 될지 알 수 없고, 배치 크기만으로는 사이클 시간, 레시피(공정 설정), 합격 생산량 없이 비용을 알 수 없습니다.
중국 내 한 제조 이정표와 고객의 접근 가능성을 구분하십시오
적격성 평가(qualification)는 명시된 요구사항에 대한 문서화된 입증입니다. 다음 중국 사례는 보조 맥락을 제공합니다. 공급사 진술(날짜 있음): ST는 2026년 6월 27일에 끝난 분기 Form 6-K에서 다음을 설명합니다. 충칭의 200mm SiC 소자용 합작법인(JV, joint venture)이 ST 기술로 ST만을 위해 소자를 제조한다는 점, 충칭 합작법인의 ST 파트너인 Sanan Optoelectronics가 건설할 계획인 별도 기판 시설, 그리고 2분기의 양산 준비와 램프업에 관한 ST의 진술입니다.
이것은 2분기에 대한 진술이자 계획에 대한 설명이며, 10월 시점의 실측 생산량이나 수율이 아닙니다. 위치만으로 개방된 파운드리 서비스(foundry service, 다른 회사의 칩을 대신 제조하는 서비스), 적격성 평가, 귀사를 위한 물량 배정이 성립하지 않습니다. ST는 3분기 실적을 2026년 10월 29일에 발표한다고 공지했는데, 이는 이 글의 근거 기준일인 2026년 10월 27일 이후이므로 이 단락에 의존하기 전에 최신 회사 공시를 확인하십시오. 같은 주의는 어느 나라의 어느 공급사에도 적용됩니다.
사실(배경): 2026년 10월 15일, Infineon과 Wolfspeed는 200mm SiC 웨이퍼를 포함하는 다년간의 공급 계약을 발표했습니다(Wolfspeed, Infineon). 이는 상류 소재에 관한 내용이며 귀사 완제품의 납품 물량, 가격, 적격성 평가 상태를 입증하지는 않습니다.
공급사에는 각 승인 경계마다 근거를 요구하십시오
고객 양산 승인(customer release)은 귀사 제품과 양산에 대한 귀사의 승인입니다. 공급사의 공정 또는 소자 적격성 평가는 귀사 제품에 해당 부품을 사용하기 위한 귀사의 승인을 대신하지 않습니다. 더 폭넓은 공정 이전 체크리스트는 전력 또는 아날로그 공정이 팹을 옮길 때 무엇을 다시 입증해야 하는가?를 참고하십시오. 아래 표는 지름 변경으로 달라지는 부분만 다루며 어느 공급사에나 적용됩니다.
| 질문 | 요청할 근거 | 보여 주지 못하는 것 |
|---|---|---|
| 200mm 제안은 어떤 부품, 정격, 패키지를 포함합니까? | 부품 단위 적용 범위와 변경 통지 | 다른 부품 |
| 총 다이 수는 어떻게 정의합니까? | 배치, 가장자리 제외, 스크라이브 레인 | 합격 다이 |
| 생존율과 수율은 무엇을 포함합니까? | 생산 집단, 시험 한계, 분모 | 패키지 수율 |
| 램프업, 폐기, 설비 가동률은 어떻게 처리합니까? | 비용 범위와 제외 항목 | 판매 가격 |
| 패키징과 최종 시험에서 얼마나 손실됩니까? | 단계별 손실과 비용 | 웨이퍼 수율 |
| 귀사 부품에 대한 승인은 무엇이 있습니까? | 날짜가 있는 소재, 소자, 고객 양산 승인 기록 | 물량 배정 |
다음 행동: 이 여섯 가지 질문을 서면으로 보내고, 답변은 소재 근거, 소자 근거, 고객 양산 승인 근거의 세 파일로 나누어 보관하십시오.
1차 출처(2026년 10월 27일 확인)
- Wolfspeed: Infineon과 Wolfspeed, 장기 SiC 웨이퍼 공급 계약을 200mm까지 확대·연장(2026년 10월 15일)
- Infineon: 확대된 Wolfspeed 계약 보도자료(2026년 10월)
- STMicroelectronics(ST) Form 6-K, 2026년 6월 27일 종료 분기: 충칭 JV, Sanan 기판 시설 계획, ST 전용 소자, 램프업, 미사용 생산능력 비용
- ST: 2026년 3분기 실적 발표 및 컨퍼런스콜 일정
- Wolfspeed: 신규 프리미엄 200mm SiC 전력용 기판(2026년 9월 27일)
- AIXTRON G10-SiC 제품 페이지(날짜 없음)
- Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device Technology(IISB): 탄화규소 소재(날짜 없는 페이지)
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