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  1. 2018.11.26 가볍게 읽는 반도체 이야기

가볍게 읽는 반도체 이야기 



SK Careers Editor 김태형



안녕하세요 여러분. 벌써 11월이네요. 면접준비로 바쁠 시기, 매일 같이 직무 면접 준비를 위해 어려운 반도체 공부로 바쁠 여러분을 위한 기사, 가볍게 읽는 반도체의 역사입니다. 여러분도 알시다시피 반도체는 점점 미세하게 더 작게 만드는 방향으로 지속적으로 발전해 왔습니다. 하지만 오랜 기간동안 포토(Photo-lithography) 공정의 어려움 때문에 10나노(nm) 공정을 한계라 여겨졌는데요. 이를 극복하기 위한 새로운 장비가 도입되면서 이보다 더 미세공정을 구현할 수 있을 것이라고 합니다. 


반도체의 발전과정을 알아보기 반도체에 정의가 무엇인지 알아 볼까요? 반도체는 영어로 Semi-conductor라 불립니다. 그러니까 도체와 부도체의 성질을 모두 가지고 있는 물질인 것이죠. ‘외부자극으로 전기가 흐르는 도체가 되거나 혹은 전기가 흐르지 않는 부도체가 되기도 하는 두 가지 성질을 임의로 조절 할 수 잇는 물질이다’. 이것이 반도체의 정의 입니다. 수도꼭지(외부자극)을 열어 물을 흐르게 하고(도체), 수도꼭지를 닫아 물을 안 흐르게(부도체) 이를 원하는 데로 조절 할 수 있는 성질을 갖는 물질이 반도체 입니다. 


반도체는 왜 사용하게 되었을까? 처음 반도체의 역사는 현재의 필요와는 조금 다른 통신기술과, 빠른 계산능력의 필요에 의해 시작됩니다. “멀리 있는 사람과 대화를 주고 받을 수 없을까?”란 의문에 전기신호를 통해 이를 극복하고자 하였으나 거리가 멀어질 수록 전기신호가 약해지는 현상이 발생했습니다. 약해지는 신호를 중간에서 증폭시켜주는 역할을 한 것이 진공관입니다. 제2차 대전에서 적군보다 빠른 계산 능력을 가지고 있는 것은 큰 이점이었습니다. 이를 위해서 1946년 최초의 컴퓨터인 에니악(ENIAC)이 발명됩니다. 




하지만 에니악은 무려 18,000개의 진공관으로 이뤄져 있었고 엄청난 전력을 필요로했습니다. 게다가 18,000개의 진공관에서 나오는 열은 엄청 났습니다. 때문에 열에 약한 진공관이 쉽게 고장이 났고 실제로도 에니악의 사용시간보다 고치는 시간이 더 많았다고 합니다. 열에 강한 증폭장치의 필요성이 늘어나던 시점에 1947년 벨 전화연구소에서 게르마늄(Ge) 반도체로 된 다이오드와 트랜지스터를 발명합니다. 트랜지스터는 Transfer + resistor의 두 단어를 합친 것 입니다. 이 트랜지스터의 발명으로 인해 전자기기의 크기와 소비전력이 크게 줄고 가격도 낮아졌습니다. 이후 1960년에 고 강대원 박사가 기존의 게르마늄이 아닌 실리콘을 이용한 트랜지스터 MOSFET (Metal- Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)의 기본모형을 개발했습니다. 이를 응용해서 만들어 낸 것이 현재의 IC(Integrated Circuit), 반도체 집적회로입니다. 반도체 집적회로는 트랜지스터나 다이오드 등 개개의 반도체를 따로 사용하는 것이 아닌 이들을 모아서 쌓아져 있습니다. 



이때부터 반도체는 더 많은 트랜지스터를 집어넣는 집적화의 길을 걸어 왔습니다. 현재는 10 나노 공정까지 이뤄졌고 10 나노 공정보다 더 미세한 공정을 위해서 EUV라는 새로운 노광장비가 도입되고 있습니다. 10나노 공정의 벽까지 극복하고 더 미세하게 발전하고 있는 반도체 이러한 발전에 발 맞춰 SK하이닉스도 최근 이천에 EUV 장비를 도입하는 M16 반도체공장을 증설한다고 발표했습니다. 이는 메모리반도체 생산을 위해 EUV를 도입한 최초의 계획이기도 합니다.




-Mosfet의 구조-



통신기기와 계산기에서 시작한 반도체가 이제는 모든 전자기기에는 없어서는 안될 가장 중요한 부품으로 발전 했다는 것이 흥미롭지 않나요? 매일 어려운 반도체 공부로 지치고 흥미도 떨어졌을 취준생 여러분을 위해 준비한 가볍게 읽는 반도체의 역사 괜찮으셨나요? 모든 취준생 여러분이 마지막 문을 열고 취업의 길로 들어가셨으면 좋겠습니다. 



Posted by SK Careers Journal skcareers

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