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반도체 지식(문과생도 알아두면 쓸모있는)
세상에서 가장 작은 정보의 바다를 탐험하다
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● 한미중 반도체 전쟁 본격화! 반도체, 위기인가 기회인가?
● 윤석열 정부 “반도체 경쟁은 산업 전쟁이자 국가 총력전”
● 반도체 초강대국 달성과 맞춤형 인력 양성 위해 5년간 340조 원 투자!
승자독식의 구조이기에 양보할 수 없는 반도체 기술,
세상에서 가장 작지만 막강한 반도체를 파헤치다
2023년 국내 한 연구기관을 통해 국내 반도체 수출물량이 10% 줄어들면 국내총생산(GDP)이 0.78% 감소한다는 분석이 나왔다. 여기에 반도체 가격이 20% 하락하면 GDP는 0.93%까지 하락할 것으로 예상된다고 한다. 이처럼 반도체는 경제의 중심으로 자리잡고 있다.
국내에 한정된 이야기가 아니다. 세계 경제의 핵심 동력인 반도체는 자동차, 통신, 전자제품, 항공우주 및 국방 등 우리 생활 곳곳에 쓰이지 않는 곳이 없으며 21세기 인류의 문명을 가능하게 하는 중심축이다. 최근 반도체를 둘러싼 미중 갈등 속에서 삼성은 공격적으로 반도체에 투자를 하고 있다. 시시각각 반도체를 둘러싼 세계 각국 기업들의 첨예한 경쟁 속에서 선두를 놓칠 수 없다는 필사의 노력임을 누구나 알 것이다. 이렇게 초고속으로 변화 발전하는 반도체의 역사가 100년도 채 되지 않았다는 것은 얼마나 놀라운 일인가. 또 하나 흥미로운 사실은 세계인의 삶의 방식을 혁신적으로 변화시켜온 반도체의 기본 기술은 의외로 크게 바뀌지 않는다는 점이다.
이 책은 이러한 반도체의 기본 기술에 대해 쉽고 자세하게 설명하고 있다. 또한 반도체 기술 하나하나가 왜 필요해졌는지에 대한 흐름을 반도체 기술의 태동기부터 일목요연하게 파악할 수 있도록 구성되어 있다. ‘반도체에는 어떤 것이 있을까?’ ‘반도체는 어떻게 사용되고 있을까?’ 등 반도체에 관한 가장 기본적인 지식부터 반도체 기술에 대한 모든 것을 속속들이 알고 싶은 독자들에게 유익한 길라잡이가 될 것이다.
● 윤석열 정부 “반도체 경쟁은 산업 전쟁이자 국가 총력전”
● 반도체 초강대국 달성과 맞춤형 인력 양성 위해 5년간 340조 원 투자!
승자독식의 구조이기에 양보할 수 없는 반도체 기술,
세상에서 가장 작지만 막강한 반도체를 파헤치다
2023년 국내 한 연구기관을 통해 국내 반도체 수출물량이 10% 줄어들면 국내총생산(GDP)이 0.78% 감소한다는 분석이 나왔다. 여기에 반도체 가격이 20% 하락하면 GDP는 0.93%까지 하락할 것으로 예상된다고 한다. 이처럼 반도체는 경제의 중심으로 자리잡고 있다.
국내에 한정된 이야기가 아니다. 세계 경제의 핵심 동력인 반도체는 자동차, 통신, 전자제품, 항공우주 및 국방 등 우리 생활 곳곳에 쓰이지 않는 곳이 없으며 21세기 인류의 문명을 가능하게 하는 중심축이다. 최근 반도체를 둘러싼 미중 갈등 속에서 삼성은 공격적으로 반도체에 투자를 하고 있다. 시시각각 반도체를 둘러싼 세계 각국 기업들의 첨예한 경쟁 속에서 선두를 놓칠 수 없다는 필사의 노력임을 누구나 알 것이다. 이렇게 초고속으로 변화 발전하는 반도체의 역사가 100년도 채 되지 않았다는 것은 얼마나 놀라운 일인가. 또 하나 흥미로운 사실은 세계인의 삶의 방식을 혁신적으로 변화시켜온 반도체의 기본 기술은 의외로 크게 바뀌지 않는다는 점이다.
이 책은 이러한 반도체의 기본 기술에 대해 쉽고 자세하게 설명하고 있다. 또한 반도체 기술 하나하나가 왜 필요해졌는지에 대한 흐름을 반도체 기술의 태동기부터 일목요연하게 파악할 수 있도록 구성되어 있다. ‘반도체에는 어떤 것이 있을까?’ ‘반도체는 어떻게 사용되고 있을까?’ 등 반도체에 관한 가장 기본적인 지식부터 반도체 기술에 대한 모든 것을 속속들이 알고 싶은 독자들에게 유익한 길라잡이가 될 것이다.
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출판사 리뷰
출판사 리뷰
알아두는 재미가 쏠쏠한 반도체의 역사와 반도체 기술
무역의존도가 70%에 이르는 대한민국 경제에 반도체만큼 막강한 영향을 미치는 품목은 없다. 매년 우리나라의 수출에 미치는 영향이 가장 크기에, 반도체 업계의 동향은 각종 뉴스와 경제신문의 주요 기사로 매일같이 쏟아지곤 한다. 반도체에 대한민국 경제의 명운이 달려 있다 해도 과언이 아닐 것이다. 그렇다면 우리 경제의 열쇠를 쥐고 있는 반도체란 과연 무엇일까?
이 책은 1940년대 말 트랜지스터를 발명한 이후부터 반도체 기술의 기초 원리와 역사를 시대별로 충실하게 조명하는 한편, 반도체 제조 기술의 핵심 원리를 이해하기 쉽게 설명하고 있다. 각각의 반도체 기술에 대한 설명뿐만 아니라 그것이 왜 필요해졌는지, 역사적 맥락과 흐름을 잘 이해할 수 있도록 조명했다. 알아둘 사실은 전기가 있는 곳에는 반드시 반도체가 사용된다는 점이다. 컴퓨터, 가전제품, 자동차는 물론 로봇과 발전소 같은 대규모 설비에도 반도체가 사용된다. 한마디로 반도체가 없으면 현재 우리가 누리는 편리한 일상생활을 모두 멈춰야 한다는 뜻이다.
이 책 한 권으로 오늘날의 반도체 기술을 속속들이 다 파악할 수 있다고 말하기는 힘들다. 그러나 이 책에서 친절하게 설명해주는 반도체 기본 기술의 배경이나 흐름을 정리해보면, 최신 반도체 기술에 대한 이해가 훨씬 쉬워진다. 반도체에 문외한인 사람들이 가장 궁금해 할 법한 '반도체는 무엇에 도움이 되는 것일까?', '반도체에는 어떤 것이 있을까?' 같은 기본적 질문에 대한 대답부터, 실용화를 목표로 개발에 박차를 가하고 있는 '궁극의 반도체 기술'까지 소개하며 독자들을 쉽고 명료한 반도체의 세계로 안내할 것이다.
무역의존도가 70%에 이르는 대한민국 경제에 반도체만큼 막강한 영향을 미치는 품목은 없다. 매년 우리나라의 수출에 미치는 영향이 가장 크기에, 반도체 업계의 동향은 각종 뉴스와 경제신문의 주요 기사로 매일같이 쏟아지곤 한다. 반도체에 대한민국 경제의 명운이 달려 있다 해도 과언이 아닐 것이다. 그렇다면 우리 경제의 열쇠를 쥐고 있는 반도체란 과연 무엇일까?
이 책은 1940년대 말 트랜지스터를 발명한 이후부터 반도체 기술의 기초 원리와 역사를 시대별로 충실하게 조명하는 한편, 반도체 제조 기술의 핵심 원리를 이해하기 쉽게 설명하고 있다. 각각의 반도체 기술에 대한 설명뿐만 아니라 그것이 왜 필요해졌는지, 역사적 맥락과 흐름을 잘 이해할 수 있도록 조명했다. 알아둘 사실은 전기가 있는 곳에는 반드시 반도체가 사용된다는 점이다. 컴퓨터, 가전제품, 자동차는 물론 로봇과 발전소 같은 대규모 설비에도 반도체가 사용된다. 한마디로 반도체가 없으면 현재 우리가 누리는 편리한 일상생활을 모두 멈춰야 한다는 뜻이다.
이 책 한 권으로 오늘날의 반도체 기술을 속속들이 다 파악할 수 있다고 말하기는 힘들다. 그러나 이 책에서 친절하게 설명해주는 반도체 기본 기술의 배경이나 흐름을 정리해보면, 최신 반도체 기술에 대한 이해가 훨씬 쉬워진다. 반도체에 문외한인 사람들이 가장 궁금해 할 법한 '반도체는 무엇에 도움이 되는 것일까?', '반도체에는 어떤 것이 있을까?' 같은 기본적 질문에 대한 대답부터, 실용화를 목표로 개발에 박차를 가하고 있는 '궁극의 반도체 기술'까지 소개하며 독자들을 쉽고 명료한 반도체의 세계로 안내할 것이다.
목차
목차
들어가며 006
Prologue 반도체의 세계
ㆍ 반도체의 장점은 무엇일까? 011
ㆍ 반도체의 종류와 역할 013
ㆍ 반도체는 어떻게 만들어지는가? 015
ㆍ 반도체가 활약하는 분야 017
Chapter1 반도체란 무엇인가?
ㆍ 이전에 존재했던 반도체 광석 라디오부터 트랜지스터까지 020
ㆍ 반도체의 특성 온도나 불순물이 전기전도도를 향상시킨다 026
ㆍ 고순도 반도체 결정을 만들다 초크랄스키 공법으로 제작하는 잉곳 030
ㆍ 반도체에 포함된 전자 자유전자와 정공이 '전기의 운반책'이 되다 033
ㆍ n형과 p형 반도체 무엇을 도핑하는가에 따라 결정된다 040
ㆍ p형과 n형 반도체를 접합한 다이오드 정류기 및 검파기로 활용 044
ㆍ 다이아몬드는 반도체인가? 궁극적인 반도체가 될 가능성 048
ㆍ 화합물반도체 고속 트랜지스터 및 LED를 제작할 수 있다 051
반도체에 대해 더 알아봅시다 : 원자의 구조 055
Chapter 2 트랜지스터 제작법
ㆍ 트랜지스터를 발명한 세 남자 쇼클리, 바딘, 브래튼과 그들을 이끈 켈리의 공적 058
ㆍ 트랜지스터의 작동 원리 쇼클리가 발명한 접합형 트랜지스터 063
ㆍ 트랜지스터의 고주파화를 위한 노력 확산 기술을 사용한 메사형 트랜지스터의 등장 069
ㆍ 주인공이 실리콘 트랜지스터로 바뀌다 고온·고전압에서도 안정적으로 작동하는 장점 075
ㆍ 획기적인 플레이너 기술 IC나 LSI에 빼놓을 수 없는 기술 081
ㆍ 트랜지스터 MOSFET IC·LSI에 사용되는 현재의 주역 084
ㆍ 반도체 소자 제작법 1 반도체 기판에 회로 패턴을 정확하게 그려내는 기술 092
ㆍ 반도체 소자 제작법 2 불순물을 확산시켜 트랜지스터 제작 097
ㆍ 반도체에 대해 더 알아봅시다 : 터널 다이오드의 발명 102
Chapter 3 계산하는 반도체
ㆍ 아날로그 반도체와 디지털 반도체 계산하는 디지털 반도체 106
ㆍ nMOS와 pMOS를 조합한 CMOS 디지털 처리에 빼놓을 수 없는 회로 109
ㆍ CMOS 회로를 사용해 계산할 수 있는 구조 0과 1만으로 복잡한 계산을 할 수 있다 114
ㆍ IC와 LSI 동일한 반도체 기판상에 전자 회로를 만들다 118
ㆍ 마이크로프로세서 MPU 일본 전자식 탁상 계산기 업체의 아이디어에서 탄생하다 122
ㆍ 무어의 법칙 반도체의 미세화는 어디까지 계속될까 127
ㆍ 시스템 LSI 제작 방법 대규모 반도체를 설계하는 방법 131
반도체에 대해 더 알아봅시다: : 인텔의 역사 136
Chapter 4 기억하는 반도체
ㆍ 여러 가지 반도체 읽기 전용 ROM과 다시 쓸 수 있는 RAM 140
ㆍ 반도체 메모리의 주역 DRAM 컴퓨터 주 기억 장치에 사용 145
ㆍ DRAM의 구조 MOSFET과 커패시터를 동일한 실리콘 기판상에 제작 150
ㆍ 고속으로 작동하는 SRAM 플립플롭을 사용한 메모리 153
ㆍ 플래시 메모리의 원리 USB 메모리 및 메모리 카드에 사용 157
ㆍ 플래시 메모리의 구성 NAND형과 NOR형 162
ㆍ 유니버설 메모리를 위한 개발 DRAM이나 플래시 메모리를 대체하기 위한 차세대 메모리 167
반도체에 대해 더 알아봅시다 : 클린 룸과 먼지에 취약한 LSI 171
Chapter 5 빛·무선·파워 반도체
ㆍ 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양 전지 태양 전지는 전지가 아니다 174
ㆍ 발광 다이오드 LED 전기를 직접 빛으로 변환하기 때문에 효율이 좋다 182
ㆍ 청색 LED 세 명의 일본인 노벨상 수상자를 중심으로 개발 188
ㆍ 또렷한 빛을 쏘는 반도체 레이저 CD·DVD·BD 픽업 및 광통신에 사용 194
ㆍ 디지털카메라의 눈, 이미지 센서 카메라 눈으로 사용되다 201
ㆍ 무선용 반도체 mm파 영역대의 전파도 증폭시킬 수 있는 반도체 205
ㆍ 산업 기기에 널리 사용되는 파워 반도체 고전압에서 동작하는 반도체 210
반도체에 대해 더 알아봅시다 : 빛 에너지 215
2
Prologue 반도체의 세계
ㆍ 반도체의 장점은 무엇일까? 011
ㆍ 반도체의 종류와 역할 013
ㆍ 반도체는 어떻게 만들어지는가? 015
ㆍ 반도체가 활약하는 분야 017
Chapter1 반도체란 무엇인가?
ㆍ 이전에 존재했던 반도체 광석 라디오부터 트랜지스터까지 020
ㆍ 반도체의 특성 온도나 불순물이 전기전도도를 향상시킨다 026
ㆍ 고순도 반도체 결정을 만들다 초크랄스키 공법으로 제작하는 잉곳 030
ㆍ 반도체에 포함된 전자 자유전자와 정공이 '전기의 운반책'이 되다 033
ㆍ n형과 p형 반도체 무엇을 도핑하는가에 따라 결정된다 040
ㆍ p형과 n형 반도체를 접합한 다이오드 정류기 및 검파기로 활용 044
ㆍ 다이아몬드는 반도체인가? 궁극적인 반도체가 될 가능성 048
ㆍ 화합물반도체 고속 트랜지스터 및 LED를 제작할 수 있다 051
반도체에 대해 더 알아봅시다 : 원자의 구조 055
Chapter 2 트랜지스터 제작법
ㆍ 트랜지스터를 발명한 세 남자 쇼클리, 바딘, 브래튼과 그들을 이끈 켈리의 공적 058
ㆍ 트랜지스터의 작동 원리 쇼클리가 발명한 접합형 트랜지스터 063
ㆍ 트랜지스터의 고주파화를 위한 노력 확산 기술을 사용한 메사형 트랜지스터의 등장 069
ㆍ 주인공이 실리콘 트랜지스터로 바뀌다 고온·고전압에서도 안정적으로 작동하는 장점 075
ㆍ 획기적인 플레이너 기술 IC나 LSI에 빼놓을 수 없는 기술 081
ㆍ 트랜지스터 MOSFET IC·LSI에 사용되는 현재의 주역 084
ㆍ 반도체 소자 제작법 1 반도체 기판에 회로 패턴을 정확하게 그려내는 기술 092
ㆍ 반도체 소자 제작법 2 불순물을 확산시켜 트랜지스터 제작 097
ㆍ 반도체에 대해 더 알아봅시다 : 터널 다이오드의 발명 102
Chapter 3 계산하는 반도체
ㆍ 아날로그 반도체와 디지털 반도체 계산하는 디지털 반도체 106
ㆍ nMOS와 pMOS를 조합한 CMOS 디지털 처리에 빼놓을 수 없는 회로 109
ㆍ CMOS 회로를 사용해 계산할 수 있는 구조 0과 1만으로 복잡한 계산을 할 수 있다 114
ㆍ IC와 LSI 동일한 반도체 기판상에 전자 회로를 만들다 118
ㆍ 마이크로프로세서 MPU 일본 전자식 탁상 계산기 업체의 아이디어에서 탄생하다 122
ㆍ 무어의 법칙 반도체의 미세화는 어디까지 계속될까 127
ㆍ 시스템 LSI 제작 방법 대규모 반도체를 설계하는 방법 131
반도체에 대해 더 알아봅시다: : 인텔의 역사 136
Chapter 4 기억하는 반도체
ㆍ 여러 가지 반도체 읽기 전용 ROM과 다시 쓸 수 있는 RAM 140
ㆍ 반도체 메모리의 주역 DRAM 컴퓨터 주 기억 장치에 사용 145
ㆍ DRAM의 구조 MOSFET과 커패시터를 동일한 실리콘 기판상에 제작 150
ㆍ 고속으로 작동하는 SRAM 플립플롭을 사용한 메모리 153
ㆍ 플래시 메모리의 원리 USB 메모리 및 메모리 카드에 사용 157
ㆍ 플래시 메모리의 구성 NAND형과 NOR형 162
ㆍ 유니버설 메모리를 위한 개발 DRAM이나 플래시 메모리를 대체하기 위한 차세대 메모리 167
반도체에 대해 더 알아봅시다 : 클린 룸과 먼지에 취약한 LSI 171
Chapter 5 빛·무선·파워 반도체
ㆍ 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양 전지 태양 전지는 전지가 아니다 174
ㆍ 발광 다이오드 LED 전기를 직접 빛으로 변환하기 때문에 효율이 좋다 182
ㆍ 청색 LED 세 명의 일본인 노벨상 수상자를 중심으로 개발 188
ㆍ 또렷한 빛을 쏘는 반도체 레이저 CD·DVD·BD 픽업 및 광통신에 사용 194
ㆍ 디지털카메라의 눈, 이미지 센서 카메라 눈으로 사용되다 201
ㆍ 무선용 반도체 mm파 영역대의 전파도 증폭시킬 수 있는 반도체 205
ㆍ 산업 기기에 널리 사용되는 파워 반도체 고전압에서 동작하는 반도체 210
반도체에 대해 더 알아봅시다 : 빛 에너지 215
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저자
저자
이노우에 노부오
1936년 일본 후쿠오카 출생. 1989년 다마 대학 교수 취임 후 동 대학 공학박사를 받고 명예교수 역임. 일본 최초로 디지털 전송 방식을 실용화하는 등 25년 넘게 디지털 통신 기술을 연구했다. 저서로는 『정보통신을 빠르게 이해할 수 있는 강의』, 『기초부터 시작하는 통신 네트워크』 등 다수가 있다.
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