[독서노트 #38] 반도체 넥스트 시나리오 (ver 1.0)

 

반도체, 넥스트 시나리오

정부출연연구기관인 한국생산기술연구원 연구원 출신으로, 반도체와 관련된 흥미로운 이야기를 알기 쉽게 전달해 많은 사랑을 받고 있는 유튜버 ‘에스오디 SOD’의 첫 책이다. 자율주행자동차부터 에너지 하베스팅과 홀로그램, 뇌-컴퓨터 인터페이스까지, 다음 10년 인간 삶에 큰 영향을 미칠 최신 반도체 기술과 새롭게 떠오르는 관련 시장을 소개한다. 자율주행자동차, 메타버스, 암호화폐, 뇌-컴퓨터 인터페이스… 어떤 미래를 상상하든 그 중심에는 반도체가 있다! 첨단 제품부터 새로운 시장까지, 다음 10년을 설계하는 반도체 기술의 최전선 공학 유튜버 ‘에스오디 SOD’가 가까운 미래 우리 삶을 혁신할 최신 반도체 기술과 시장을 소개한 책이다. 한국생산기술연구원에서 반도체 패키지 소재를 연구한 저자는 이후 유튜버로 활동하며 전문 지식을 쉽고 재미있게 소개해 많은 사랑을 받고 있다. 복잡한 수식 없이 반도체의 기술적 원리와 최신 연구, 시장 동향과 전망을 친절하게 설명한 이 책은 반도체를 처음 공부하는 사람과 투자를 준비하는 사람 모두에게 최고의 입문서가 될 것이다. 특히 반도체와 연계된 주요 분야를 다룬 부록 ‘증폭’과 ‘스위칭’으로 이해의 폭을 한층 넓혔다. 책은 반도체를 “확실한 미래”로 제시한다. 실제로 전 세계의 모든 기술과 자본이 반도체에 집중되고 있다. 반도체 시장은 2020년 10.8퍼센트, 2021년 17.3퍼센트(예상) 성장해 조만간 그 규모만 6,000억 달러(한화 약 714조 원)에 달할 전망이다. 즉 지수적으로 성장하는 중이다. 가파른 성장세 뒤에는 ‘반도체 초혁명’이 있다. 책은 그 핵심 기술로 ‘초소화’, ‘자동화’, ‘에너지화’, ‘인간화’를 꼽는다. 초소화는 반도체의 크기는 줄이면서 성능은 높이는 기술을, 자동화는 고성능 반도체를 이용한 각종 자율 기술을, 에너지화는 에너지를 절약하는 수준을 넘어 만드는 기술을, 인간화는 반도체와 인간이 하나 되는 기술을 뜻한다. 이 기술들은 우리의 생활 방식을 송두리째 바꿀 것이고, 그런 점에서 거대한 부의 원천이 된다. 개별 기업의 주가는 오르내릴 수 있어도, 큰 흐름은 막을 수 없다. 최신 반도체 기술과 시장 전망, ‘테크’와 ‘재테크’를 아우른 이 책으로 그 흐름에 누구보다 먼저 올라타라.

저자

권순용

출판

위즈덤하우스

출판일

2021.11.17

🎈 감상문

「현명한 반도체 투자」에 이어 반도체를 공부하기 위해 읽은 두번째 책이다. 앞부분은 기초를 설명하는 내용이다 보니 「현명한 반도체 투자」와 내용이 비슷하여 복습한다는 생각으로 읽었는데, 읽으면 읽을수록 내용이 어려워졌다. 반도체의 기본적인 개념뿐만 아니라 10년 후에 반도체를 활용해 세상이 어떻게 변할지 고민해볼 수 있어 유익한 책이었다.

📖 핵심 내용

1. 웨이퍼 양면에 각각 붕소와 인을 도핑해 한쪽은 p형으로 다른 한쪽은 n형으로 만든다. 이때 둘 사이에 전자의 농도 차가 발생하는데, 상대적으로 전자가 더 많은 n형은 음전하를, 상대적으로 양공이 더 많은 p형은 양전하를 띤다. 이때 p형에 양의 전압을 가하고, n형에 음의 전압을 가하면 각 반도체의 정공과 전자가 밀리며 서로 가까워지다가 끌어당기게 된다. 이로써 에너지가 발생한다. 이러한 소자를 다이오드라고 부른다.

2. 다이오드에서 에너지를 발생시킨다면 p-n-p 접합이나 n-p-n 접합의 꼴을 한 트랜지스터는 스위칭이나 증폭 기능을 강화한다. 트랜지스터를 모아 만든게 논리 소자인 인버터다. 이 단계부터 본격적인 연산이 가능한데, 인버터는 트랜지스터의 스위칭 기능을 활용해 1을 0으로, 0을 1로 바꾼다.

3. 모스펫에서 나타나는 전자의 이동은 다음과 같다. 금속(gate)에 양의 전압을 가하면 자기장이 형성되어 p형의 전자들이 금속으로 향한다. 이때 산화물에 막혀 쌓이다가 통로(channel)를 만들어 첫째 n형(source, 전압이 낮은 곳)에서 둘째 n형(drain, 전압이 높은 곳)으로 전자가 흐르게 해준다.