반도체 산업 [1] 반도체란 무엇일까?

 

 

반도체

 

우리 주위에서 '반도체'라는 용어는 굉장히 흔히 접할 수 있는 단어이다. 우리는 반도체를 전기 전도도에 따른 물질 분류를 통해 정의할 수 있다.

 

 도체란 전기 전도도가 높아 전자나 정공 등의 전하가 잘 이동하는, 즉 전류가 잘 흐르는 물질을 의미한다. 흔히 볼 수 있는 구리, 철 등 모든 금속이 이 도체에 속한다. 이에 비해 전류가 잘 흐르지 않는 물질은 부도체라고 한다. 그러나 반도체는 이 중간 정도에 있는 물질인데, 범위가 해석하기에 따라 다양하기 때문에 편의에 따라 구간을 나누어 반도체라고 한다.

 

 반도체
: 순수한 상태에서는 전기가 잘 흐르지 않는 부도체의 특성을 보이나 특정한 처리(ex. 도핑)에 의해 전기 전도도가 늘어나 전류가 잘 흐르게 되는 도체의 성질도 갖는 물질

 

 

즉, 반도체는 사람이 의도에 따라 전류의 흐름을 '제어'할 수 있는 적합한 물질이다.

 

 

반도체 소자

 

 반도체 소자
: 반도체를 이용하여 제작한 MOSFET, 플래시 메모리, LED 등

 

 우리는 반도체 소자를 조합하여 CPU나 SSD 같은 장치들을 만들어 소비자에게 공급하게 된다. 이것이 전자 제품의 부품 형태로 사용되는 것을 일컫어 반도체 제품이라고 한다.

 

 반도체 소자와 제품이 발명된 후 전자제품은 급격한 발전을 이루었으며, 다른 사람들의 욕구를 충족하게 되었으며, 시장은 자연스럽게 커지게 되었다.

 

 전자제품에 대한 사람들의 욕구는 여러가지가 있다.

- 속도가 빠를 것 (성능)

- 구입 시/ 사용 시 비용이 저렴할 것 (가격)

- 언제 어디서나 쓸 수 있으며 들고 다니기 편리한 것( 편의성, 휴대성 )

- 미적으로 아름다울 것( 심미성 )

 

 이러한 사람의 욕구에 반영하듯, 전자제품은 소형화와 미세화, 집적화, 고효율을 목표로 계속해서 발전해나가고 있다.

 

 대표적인 예로, 트렌지스터(transistor)가 있다. 트렌지스터는 신호 증폭과 스위칭 동작을 하며, 반도체 제품의 동작 특성을 결정하는 소자로 전자의 이동 시간의 축소를 통해 고속 동작을 얻어낼 수 있다. 즉, 트렌지스터의 이동 속도를 줄이기 위해 이동 거리를 줄이고 있고, 점차 크기가 줄어들고 있다.

 

 이 외에도, 트렌지스터, 저항, 도체, 축전기 등을 연결하여 한 회로 위에 구형하는 IC회로(Intergrated Circuit, 집적회로)가 등장하며 제품의 소형화를 실현하며 제품의 가격이 점차 떨어지게 되었다.

 

 

 

무어의 법칙(Moore's Law)

 

 집적화와 관련된 유명한 용어이다.

무어의 법칙(Moore's Law)
: 반도체의 집적회로의 성능이 18개월(혹은 24개월) 마다 2배씩 증가한다는 법칙으로, 인텔의 공동 설립자인 고든 무어에 의해 발표된 것.

 

  단순한 예견에 불가한 법칙이지만, 엔지니어들이 이를 지키기 위해 고군분투하며 이 법칙을 연장하기 위해 노력하고 있다.