반도체 공부를 시작하며

 

 

우리나라에서 가장 중요한 산업 중에 하나는 반도체이다. 

주린이로서 공부를 함에 있어서 가장 먼저 배워야 할 산업으로

반도체를 선택한 이유이다. 

 

하지만 주린이들이 반도체를 이해하기에는 너무 어렵고 광범위하여 

천천히 쉽게 배워 보는 시간을 가져 보려고 한다. 

함께 배워 보자고요. 반도체..

 

 

 

'반도체 공부를 시작하며~'

(1) 반도체는 무엇인가?

세상에 있는 물체는 크게 3가지로 나눌 수 있다. 

도체, 부도체, 그리고 반도체~

도체는 철, 알루미늄 등과 같이 전기가 잘 흐르는 성질을 가진 물체를 말하고

부도체는 고무나 모래와 같이 전기가 잘 흐르지 않는 성질을 가진 물체를 말한다.

 

그럼 반도체는 반은 도체라는 의미로 어떤 때는 도체의 성질을

어떤 때는 부도체의 성질을 가진 물질을 말한다. 

일반적으로 우리가 흔히 주변에서 볼 수 있는 가전제품, 스마트폰,

노트북/PC 등과 같은 전자제품에 들어가 있다. 

 

 

 

(2) 반도체의 종류

반도체는 크게 메모리 반도체와 시스템 반도체(비메모리 반도체)로 나눈다.

 

우리나라의 대표적인 반도체 회사인 삼성전자와 SK하이닉스는 대표적인

메모리 반도체 회사이다. 

 

메모리 반도체는 Data(정보)를 저장하는 역할을 하는 반도체를 말하고

시스템 반도체는 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 연산, 명령을

처리하는 (로직) 반도체를 말한다. 

 

세계의 전체 반도체 시장에서 메모리 반도체와 시스템 반도체가 차지하는 

비율은 메모리 반도체 30%, 시스템 반도체 70% 정도로 시스템 반도체가

차지하는 비중이 월등히 크다. 

우리나라의 경우 메모리 반도체의 점유율은 약 70% 정도로 월등히 높지만

시스템 반도체의 점유율은 매우 낮은 편이다. 

그래서 삼성전자는 시스템 반도체를 키우기 위해 '반도체 비전 2030'을 

발표하는 등 투자를 집중하고 있다. 

 

(3) 메모리 반도체의 종류

메모리 반도체는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리로 구분되고 

휘발성 메모리는 전원이 공급되는 동안에만 데이터를 유지하는 메모리이고 

비휘발성 메모리는 전원이 공급되지 않더라도 데이타를 유지할 수 있는 메모리를 말한다. 

 

휘발성 메모리(RAM: Random Access Memory)에는  

DRAM(Dyanmic Random Access Memory)와 SRAM(Static Random Access Memory)이 있다. 

 

비휘발성 메모리(ROM : Read Only Memory)는 낸드플래시(NAND Flash)가 있다. 

낸드플래시는 SSD의 주요 제품이다. 

 

최근에는 DRAM과 NAND Flash 가 가장 대표적으로 사용되고 있기 

때문에 두 개의 메모리에 대해서만 다루도록 하겠다. 

 

디램(DRAM)과 낸드플래시의 구조는 위와 같이 저장으로 사용되는 것이 다르다. 

디램(DRAM)의 경우 캐패시터에 데이터를 저장하고 낸드플래쉬는 플로팅 게이트(Floating Gate) 라고 

부르는 곳에 데이타를 저장한다. 

두 개의 메모리의 저장 방법의 차이 때문에 특징 또한 다르다. 

디램(DRAM)의 경우 캐패시터가 MOS 트랜지스터와 분리되어 있기 때문에 집적도가 떨어지지만

스위칭 속도가 빨라 동작 속도가  빠른 특징이 있는 반면 낸드플래시는 플로팅 게이트(Floating Gate)가

트랜지스터와 분리되어 있지 않기 때문에 집적도는 크지만 플로팅 게이트의 영향으로 동작 속도가 느린

특징을 가지고 있다.

 

(4) 시스템 반도체의 종류

 

시스템반도체는 기기의 두뇌역할을 하며 주로 정보의 연산과 처리를 담당한다. 

시스템반도체 종류는 신경망 처리장치(NPU), 그래픽 처리장치(GPU), 애플리케이션 프로세서(AP), 센서 등

사용처가 매우 많다. 

 

(5) 반도체 생태계

반도체 생태계는 크게 팹리스, 파운드리, OSAT, IDM, 디자인하우스로 분류할 수 있다.

(a) 팹리스(Fabless) 회사는 반도체 설계만을 전문으로 하고 생산은 파운드리에 위탁하는 회사로 대표적인 회사로는

퀄컴, 엔비디아 가 있다. 

b) 파운드리 회사는 반도체 생산을 전문으로 하는 회사로 대표적인 회사로는 대만의 TSMC가 있다.

c) OSAT회사는 반도체 패키징 및 테스트를 하는 회사로 반도체 후공정을 담당하며 대표적인 회사로는

한미반도체, 하나마이크론 이 있다. 

 

(d) IDM (Integrated Device Manufacturer) 회사는 설계도 하고 생산도 하는 종합회사를 말하며 대표적인 회사로는

삼성전자, SK하이닉스, 인텔 등이 있다.

(e) 디자인하우스는 팹리스 기업이 설계한 제품을 각 파운드리 생산 공정에 적합하도록 최적화하는 

서비스를 제공하는 회사를 말한다. 

 

다음 시간에는 반도체의 8대 공정에 대해서 공부하는 시간을 갖도록 하겠다.