용어 : 수율, 수율의 중요성

 

본 글은 수율이라는 용어(단어)에 대해서 알아본다. 수율은 제조에 있어서 상당히 중요한데 상세하게 알아보자.

 

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서론

주식을 하거나, 경제에 관심이 많거나, 반도체 회사들에 관심이 있는 경우 수율에 대해 들어본 적이 있을 것이다. 물론 뉴스를 보다가 수율에 대해서 접하기도 한다. 또한, 제조에 관련된 직업(생산, 구매 등)을 가지고 있는 사람들도 수율에 대해서 들어봤을 것이다. 이 수율은 반대로 표현하면 불량률이다. 이 수율은 무엇이고, 제품을 생산함에 있어 수율이 중요한 이유에 대해서 알아보고자 한다.

 

 

수율이란?

수율은 어떠한 제품(부품 포함)을 생산함에 있어 전체 생산량 중 양품(혹은 정상품)이 나온 비율을 말한다. 수율의 반대말은 불량률이다. 불량률은 제품을 생산했을 때, 불량이 나오는 숫자를 %로 나타낸 값이다. 예를 들어, 100개를 생산했을때 불량품이 10개, 양품은 90개가 생산되었다면, 이때 수율은 90%, 불량률은 10%라고 볼 수 있다.

 

제조업종의 회사에서 이 수율은 많은 영향을 끼친다. 수율은 제품의 가격, 회사의 수익, 인건비 등에도 영향을 끼친다.

 

설명에 들어가기 전에 글을 이해함에 있어 아래 사항을 참고한다.

 

1. 전체 생산량은 양품과 불량품의 햡계이다.

 

2. 전체 생산량을 계산할 때, 이 글을 다양한 사람들이 볼 수 있으므로, 납품 후에 발견되는 불량품은 없다고 가정한다.

 

3. 불량품을 수리하거나 분해하여 재투입 할 수 없다고 가정한다.

 

4. 추후 물량에 대해서는 고려하지 않는다.

 

5. 1인당 생산량의 경우 생산 및 검수가 포함된 것으로 계산한다.

 

6. 개념을 알기 위한 단순 계산이므로 고려사항이 부족할 수 있다.

 

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수율이 제품 가격에 미치는 영향

먼저, 제품 가격에 수율이 미치는 영향에 대해서 알아보자.

 

어떤 제품의 수율이 90%라고 가정한다. 회사에서 1000개의 발주를 받아 생산한다면 몇 개를 생산해야 발주량에 맞출 수 있을까?

 

전체 생산량 중 양품이 1000개이고 수율은 90%이기 때문에 1000 / 0.9 를 계산하면 된다.  

 

전체 생산량은 1,111,1111 이어야 한다. 따라서 1,112개를 생산해야 양품 1,000개가 나온다. 제조업체 입장에서는 1000개를 생산하기 위해서 112개를 더 생산 해야 납품 수량을 맞출 수 있다.

 

따라서 제조 업체는 1,000개 양품을 제작하기 위해서 전체 생산량을 1,112개로 잡아야 하며 생산하기 위한 재료를 사야하고, 112개를 더 생산하기 위한 생산 인력 및 인건비, 검사 인력 및 인건비, 기계 가동 시간 및 전기세 등이 필요하다.

 

만약 수율이 95%, 80% 라면 어떨까?

 

95%인 경우 1,053개, 80%인 경우 1,250개가 전체 생산량이 된다. 양품을 얻기 위해 투입되는 재료, 시간이 변하는 것을 알 수 있다. 

 

 

수율이 회사의 수익 및 인건비에 미치는 영향

수율은 회사의 수익과 인건비에 대해서도 중요하다. 위에서 수율이 90%인 경우 양품 1,000개를 얻기 위해 전체 생산량이 1,112개가 필요함 확인했다.

 

이 제품을 생산할 때, 재료 A가 필요하고 작업자 1인이 하루 생산할 수 있는 수량 20개 라고 가정한다.

 

이때 재료 A의 최소 발주 수량과 발주 단위가 1,000개인 경우, 회사는 재료 A를 2,000개를 사야한다. 생산을 한 이후 재료 A는 888개의 재고가 남게 된다. 재고 재료를 구매한 비용은 재료를 사용하기 전까지 금융비용(이자)이 발생한다. 

 

발주 후 납품까지 기간이 2주인 경우, 작업 시간은 10일 이므로, 작업자 6인이 필요하다. 납품까지 기간이 고정이고, 수율 변화한다면, 작업 인원이 변하는데 이에 상응하는 인건비가 변함을 알 수 있다.

 

이러한 부분을 전부 계산하여 제품 가격이 정해지는데, 같은 제품을 생산하는 곳이 2곳이 더 있고, ㄱ 회사의 수율이 95%, ㄴ 회사의 80%, 수율이 90%인 회사는 우리 회사라고 하고, 다른 조건이 전부 동일하다고 가정하면, 수율이 95%인 ㄱ회사의 제품 가격이 가장 저렴할 것이고, 수율 80%인 ㄴ 회사가 가장 비쌀 수 밖에 없다. 이때 납품을 하기 위해서는 고객사에게 적어도 ㄱ회사의 제품 가격과 동일해야만 납품이 가능할 것이다.

 

이렇게 가격을 조정한 경우, A사에 비해서 우리 회사는 수율 5%에 대한 추가 비용이 수익에서 빠지게 됨을 알 수 있다. 

 

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결론

위에서 알아본 바와 같이 제품의 수율은 제품의 가격, 수익률, 인건비, 기타 운영비에 대해서 영향을 끼칠수 밖에 없다.

 

생산 라인 세팅이나 생산 방법에 따라서 수율이 결정되고 수율을 개선하기 위해서 상당한 시간과 노력이 필요하다. 가끔 기사에서 우리나라 반도체 인력을 해외에서 고연봉으로 빼간다는 것을 볼 수 있는데, 그 중에 생산관련 인력을 빼가는 경우는 생산 라인 세팅을 하고 그 후 수율을 높이는 방법은 그만큼의 노하우와 시간이 필요하기 때문이다. 반도체나 전자부품의 경우 수율이 상당히 중요하다.

 

재테크 관련 글이므로 삼성전자와 TSMC의 3나노 수율을 보자..

 

https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2024062310201649834

삼성전자, 3나노 수율에 '올인'…"가격 올리는 TSMC 넘는다" - 머니투데이

 

위 기사는 24년 6월에 발행된 기사로 수율에 대해 확인해 보면, 삼성전자의 수율은 목표치 60%, TSMC의 수율은 6~70%라고 한다.

 

위에서 설명한 바와 같이, 직접 계산해 보지 않더라도 회사의 수익률은 삼성전자보다 TSMC가 수익률에 대해서 유리할 것은 당연해 보인다.

 

이 글이 도움이 되었길 바라며 글을 마친다.

 

* 글에 대해서 궁금한 점이나 잘못된 부분이 있다면 댓글로 부드럽게 알려주세요.