인문학적 반도체_1.IC와 관련 용어(1)

3장.반도체는 어떻게 만들어지나?

3장. 반도체는 어떻게 만들어지나?

한 IT전문 인터넷 언론사에서 올해 주목할 반도체 이슈로 ＇5nm SoC＇와 ＇3nm 공정＇ 을 꼽았습니다.

 IT에 관심이 없는 꽤 많은 분들이 이런 기사에 흥미를 가지지 못합니다.

그 이유를 반도체 용어를 잘 모르기 때문이라고 저는 생각합니다.

제가 학교 다닐 때에는 SOC를  Social Overhead Capital, 사회간접자본으로 배웠는데요.

반도체 업계에서는 SOC를 System on Chip, 즉 단일 칩에 모든 기능이 집적된 IC(집적회로)로 이해합니다.

그럼 SOC같은 반도체는 어떻게 만들어 질까요?

혹시 데밍의 PDCA 사이클이라는 말을 들어 보셨는지요?

PDCA란 사업 활동에서 생산 및 품질 등을 관리하는 방법으로 계획을 세우고(Plan), 행동하고(Do), 평가하고(Check), 개선한다(Act)는 업무 사이클을 뜻합니다.

반도체도 마찬가지입니다.

어떤 사양(SPEC)의 반도체를 만들 것인지에 대한 계획을 세우고(Plan), SPEC에 따라 반도체를 설계하여 시제품을 만들고(Do), 시제품이  제대로 만들어졌는지 테스트 하고(Check), 잘못 만들어졌으면 개선작업인 Revision을 하는(Act) 일련의 과정을 거칩니다.

반도체 관련 신문기사에서 자주 쓰이는 반도체 관련 용어에 대해 알아보고 이런 반도체들이 어떻게 만들어지는지 반도체 설계단계를 중심으로 살펴봅시다.

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1.   반도체 관련 용어들

IC 관련 용어

이번 시간에는 저번 시간에 배운 트랜지스터등을 모아모아 만든 IC에 대해 알아보겠습니다.

 IC는 Integrated Circuit의 약자로 트랜지스터, 다이오드, 저항, 캐패시터 등 복잡한 전자부품들을 정밀하게 만들어 작은 반도체 속에 하나의 전자회로로 구성해 집어 넣은 것을 말합니다. 

즉, 개개의 반도체를 하나씩 따로 따로 사용하지 않고 실리콘의 평면상에 몇 천개 몇 만개를 모아 차곡차곡 쌓아놓은 것입니다. '모아서 쌓는다' 즉, 집적한다고 하여  집적회로(IC)라는 이름이 붙게된 것입니다.

[ IC _ 출처: 쇼클리가 들려주는 반도체 이야기 ]

집적회로(IC)는 1958년 미국 TI사의 기술자, 잭 킬비에 의해 발명된 것으로, 기술이 발전함에 따라 하나의 반도체에 들어가는 회로의 집적도가 LSI, VLSI, ULSI 등으로 발전하여 오늘날 첨단 반도체 제품이 등장하게 되었습니다.

[ 잭 킬비가 처음 만든 IC ]

당시 페어차일드 반도체에서 근무하던 로버트 노이스라는 사람도 실리콘 위에 IC를 발명하였습니다.

이 로버트 노이스가 1968년 고든 무어와 공동으로 인텔을 설립한 사람입니다.

인텔의 공동창업자인 고든 무어는 1965년에  “ 반도체 집적회로의 성능이 24개월마다 2배로 증가한다”는 무어의 법칙을 내놓습니다.

[ 무어의 법칙을 만든 고든 무어 인텔 공통 창업자 ]

지금은 잘 맞지 않지만 60년대 이후 실제 세계 반도체 칩 집적도는 무어의 전망과 엇비슷하게 향상돼 왔습니다.

이와 유사한 법칙으로 전 삼성전자 사장이었던 황창규 사장의  '반도체 메모리의 용량은 1년마다 2배씩 증가한다＇는 ' 황의 법칙＇도 있었습니다.

이 법칙 만드느라 삼성 제 동기들이 아주 개고생 했다고 합니다. ^^

결국 반도체의 처리 능력이 매년 두 배씩 늘어난다는 법칙인데 이의 폐단을 말하는 ‘무어의 위법(Moore’s outlaws)’이란 법칙도 있습니다. 반도체 처리 능력이 매년 두 배씩 늘어나면 불법 파일 유포자나 다운로더, 피싱 사기꾼, ID 도둑, 해커 등 사이버 절도범과 사기꾼의 능력도 두 배씩 늘려 놓는다는 의미입니다.