DPW 인터랙티브 계산기
파라미터를 입력하면 DPW와 양품 Die 수를 즉시 계산합니다.
📐 웨이퍼당 Die 수 계산
DPW 공식 — 원리 이해
DPW(Dies Per Wafer)는 웨이퍼 한 장에서 이론적으로 얻을 수 있는 최대 Die 수입니다. 공식은 두 항으로 구성됩니다.
두 항의 의미
첫 번째 항 (π×R²/A) — 웨이퍼 전체 면적을 Die 면적으로 단순히 나눈 값입니다. 웨이퍼가 사각형이라면 이것이 최대 Die 수가 되겠지만, 실제 웨이퍼는 원형이므로 엣지 부분에서 손실이 발생합니다.
두 번째 항 (π×D/√2A) — 원형 엣지에서 잘리는 불완전한 Die의 수를 추정하여 빼줍니다. Die가 클수록 이 엣지 손실의 영향이 커집니다.
📌 엣지 손실이 중요한 이유
Die가 클수록 웨이퍼 가장자리의 잘린 Die 비율이 높아집니다. 100mm² Die라면 엣지 손실이 전체의 3~5% 수준이지만, 500mm² 이상의 대형 Die라면 10~20%에 달할 수 있습니다. 이것이 대형 칩의 Die 원가가 단순 면적 계산보다 훨씬 비싼 이유입니다.
Wafer Yield — 이론에서 실제로
DPW는 이론적 최대값입니다. 실제 공정에서는 결함(Defect), 오염, 공정 편차 등으로 인해 일부 Die가 불량이 됩니다. 이 비율이 Wafer Yield입니다.
Wafer Yield에 영향을 주는 요소
- 결함 밀도(Defect Density, D₀) — 단위 면적당 결함 수. 공정이 미세할수록 D₀가 높아 Yield가 낮아집니다.
- Die 크기 — Die가 클수록 결함을 포함할 확률이 높아 Yield가 낮아집니다. (D₀ × Die Area로 계산)
- 공정 성숙도 — 양산 경험이 쌓일수록 Yield가 상승합니다. 새 공정 초기에는 Yield가 60~70%에서 시작해 85~95%로 올라갑니다.
- 웨이퍼 내 균일성 — 웨이퍼 중심부와 가장자리의 공정 균일성. 가장자리 Die의 Yield가 낮은 경향이 있습니다.
Yield에 따른 Die 원가 변화 — 12인치/$1,500 웨이퍼, 50mm² Die 기준
| Wafer Yield | 이론 DPW | 양품 Die | Die 원가 | 비고 |
|---|---|---|---|---|
| 95% | 1,200 | 1,140 | $1.32 | 성숙 레거시 공정, 최상 |
| 90% | 1,200 | 1,080 | $1.39 | 성숙 공정, 표준 |
| 85% | 1,200 | 1,020 | $1.47 | 첨단 공정 표준 |
| 80% | 1,200 | 960 | $1.56 | 미세 공정 초기 |
| 70% | 1,200 | 840 | $1.79 | 첨단 공정 초기 또는 대형 Die |
| 60% | 1,200 | 720 | $2.08 | 신규 공정, 문제 상황 |
Yield가 95%에서 60%로 떨어지면 Die 원가는 57% 증가합니다. 생산 수율 관리가 반도체 기업 수익성의 핵심인 이유입니다.
웨이퍼 사이즈별 DPW 비교
큰 웨이퍼를 쓸수록 한 장에서 더 많은 Die를 얻을 수 있어 단위 원가가 낮아집니다. 하지만 대형 웨이퍼를 처리하는 장비와 시설 투자가 필요합니다.
| Die 크기 | 6인치 DPW | 8인치 DPW | 12인치 DPW | 12인치 대비 6인치 |
|---|---|---|---|---|
| 10 mm² | 1,470 | 2,630 | 6,400 | -77% |
| 25 mm² | 560 | 1,010 | 2,500 | -78% |
| 50 mm² | 265 | 480 | 1,200 | -78% |
| 100 mm² | 124 | 228 | 580 | -79% |
| 200 mm² | 57 | 107 | 275 | -79% |
| 400 mm² | 25 | 49 | 130 | -81% |
8인치 → 12인치 전환 시 웨이퍼당 Die 수가 약 2.2~2.7배 증가합니다. 이것이 반도체 팹들이 12인치 전환에 막대한 투자를 하는 핵심 이유입니다.
💡 차량용 반도체의 6·8인치 유지 이유
차량용 MCU, DCDC, CAN/LIN 등 레거시 노드(0.18~0.5μm) 제품은 AEC-Q100 인증을 받은 기존 6/8인치 라인에서 계속 생산합니다. 새로운 12인치 라인으로의 공정 이전(Migration)에는 재인증 비용이 발생하고, 레거시 공정에서의 8인치 DPW가 이미 충분히 효율적이기 때문입니다.