반도체 기업 면접/투자를 위한 '반도체 기본 지식 공부' 1탄(기본편)

반도체 기업의 '지식재산권 관리' 파트에 지원을 했고, 서류가 통과되어 면접을 가게되었음.

 

그래서 해당 기업의 소개 영상, 뉴스, 자료들을 찾아봤는데.. 반도체에 대해 모르니 뭔말인지 모르겠어서 공부를 시작하게됨.. 하..

 

역시 인생은 끝도 없구나

이번에 반도체를 공부하며 느낀것은, 인간의 삶은 반도체를 공부하기 전과 후로 나뉜다.

 

비전공자가 봐도 이해하기 쉽게 작성해보려고함(난 완전 비전공자) / 반도체 투자하기 전에 공부하는 용도로 읽어봐도 좋을듯

 

도움 받은 채널은 '삼성전자 반도체 뉴스룸'

https://www.youtube.com/@SamsungSemiconductorNewsroom

삼성전자 반도체 뉴스룸

주주들을 위해 만든거같은데, 생각보다 정리가 잘되어있음

 

특히, 이중에서 오늘 정리하려는 내용은 '반도체 백과사전' 임.

https://www.youtube.com/playlist?list=PL74m3He-VakaSSBkCHdk5XYuIsc5p9PF1 

반도체 백과사전

 

영상은 짧은데, 쓰면서 공부해야 는다고 생각해서 메모하면서 들었는데.. 15개중에 4개 들었는데 벌써 A4용지 4장을 썼음.. 그리고 쓰다보니, 블로그에 정리한번 해두면 좋을것같다는 생각이 들어서 작성하게 되었음

 

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1. 반도체의 개념

 

5년간 대한민국의 수출 1등 제품은 '반도체' -> 대한민국은 수출이 잘되어야 잘 사는 나라고, 증시도 수출이 잘되어야 오른다.

 

반도체는 '도체'와 '부도체' 중간 사이로 '전기전도도'상으로 중간임을 뜻함.

- 도체 : 전기가 잘 통하는 금, 구리, 철, 알루미늄

- 부도체 : 전기가 통하지 않는 고무, 플라스틱, 나무, 다이아몬드

-> 반도체는 어떨때는 통하고, 어떨때는 안통하는, 특정 불순물을 첨가하여 전기가 흐르거나 흐르지않게 조절하는

-> 반도체는 14번 규소(Si)라는 물질로 이루어져있음

- 규소는 지구 전체 지각 질량의 28%를 차지하고, 산소 다음으로 가장 많은 비중 / 순수한 규소는 전기전도도가 낮고, 저항이 높으나, 불순물을 첨가하여 상황에 따라 전기가 흐르고, 안흐른다.

 

전기가 흘러야하는 이유 : 반도체는 디지털 기기에서 쓰이는데, 디지털 기기들이 사용하는 언어는 0과 1로 이뤄진 이진법임 -> 전기의 흐름으로 0(전류 꺼짐)과 1(전류 켜짐) 표현이 가능

 

1947년 최초의 반도체 '트렌지스터' : 트랜스(바뀜) + 레지스터(저항) : 전자회로 내에서 전자의 증폭과 스위칭을 담당하는 소자 -> 스위칭 기능을 통해 0과 1을 구분함 -> 트렌지스터가 수없이 모인 반도체 칩이 정보를 저장하고, 연산을 수행하는 일종의 두뇌 역할을 함

 

1958년 IC 집적회로가 개발됨 : 오늘날의 반도체(IC 또는 칩이라 불리는 집적 회로) -> 반도체는 집적회로라는 하나의 기판에 다수의 트렌지스터, 다이오드, 저항, 캐패시터 등 많은 소자를 초소형 전자회로로 구성하여 하나의 칩 안에 집적한 것

 

반도체의 원재료가 되는 물질 : 웨이퍼

 

반도체는 조건에 따라 전기를 제어하는 성질을 이용해 만든 전자장치

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2. 일상 속 숨은 반도체

- 엘리베이터, 스마트폰, LED 조명, 회사게이트, 출입증, 지하철 개표구, 헤어드라이기, 자동문, 정수기, 토스트기, 지하철, 커피머신, 인덕션, 냉장고, 지하철 정보사인, 에스컬레이터, 교통카드, 무선이어폰, 도어락, 의류관리기

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3. 반도체 용어

- 반도체 생산 순서 : 설계 -> 웨이퍼 생산 -> 칩 분리(수백개의 칩을 낱개로 하나씩 잘라냄) -> 패키징(기판이나 전자기기에 장착할 수 있게 포장) -> 품질검사 -> 출하

 

3-1. 반도체 생태계

기업종류/공정명	설계	웨이퍼 생산	패키징 테스트	판매유통
IDM(종합 반도체기업)	해당	해당	해당	해당
IP기업	해당
팹리스(FAB+LESS)	해당			해당
디자인하우스	일부 해당	일부해당
파운드리		해당	해당
OSAT			해당

- 팹리스 : 설계기술만 가진 기업(FAB+less) : 웨이퍼(반도체의 주 재료)를 생산하는 설비를 Fabrication Facility(웨이퍼 생산 설비) => 줄여서 FAB(팹) -> 반도체 생산 설비 'FAB'이 없어서 FAB+less -> 설계만 하고 생산하지 않음

- 파운드리(Foundry) : 설계는 하지 않고, 위탁 생산만 하는 기업 -> 제품 설계를 외부에서 받아와 반도체 생산만 담당하는 '위탁 업체'

 

3-2. 반도체 용어

- 1나노미터(nm) : 1m/10억분 = 1머리카락의 1/10만 => 개쪼끄맘

- 나노(반도체의 소형화) : 모바일 시대로 접어들면서, 더 작고 복잡해지는 전자기기에 들어갈 수 있도록 반도체 칩도 아주 작게 만들어야함 -> 아주 작은 공간에 더 많은 논리소자(논리 연산을 하는 최소단위의 회로)를 구현하여 공간의 한계를 극복함 -> 이러한 회로선폭에 사용되는 단위 '나노'

* 반도체 웨이퍼에 미세한 회로를 그려넣는 초미세공정 기술을 확보하는 것이 '기업의 경쟁력'

* 초미세경쟁, 나노 경쟁이 가능한 이유 : EUV 노광기술(EUV 공정, Extreme Ultra Violet)_극자외선

 

- EUV 공정(극자외선) : 웨이퍼에 회로를 그려넣는 포토공정에 사용됨

-> 현재 포토공정에 사용되는 광원중에서도 가장 파장이 짧음(1nm : 가장 미세한 회로를 그릴 수 있음)

 

- 반도체의 '수율'의 정의 :결함이 없는 반도체의 합격품의 비율 = (정상작동하는 칩의 수 ? 개 / 칩의 최대 개수 ? 개)*100 =%(백분율로 표기)

 

메모리 반도체, 시스템 반도체의 정의

- 노트북 구매시 CPU, SSD를 확인하여 구매함

- CPU(Central Processing Unit) : 시스템 반도체 -> 저장된 정보를 기반으로 연산, 명령을 내리는 역할

- SSD : 메모리 반도체 -> 저장공간, 저장장치 용량을 표기 -> 정보를 저장하는 역할

 

<시스템 반도체> - 뇌

- CPU : 컴퓨터에 탑재되어 두뇌 역할을 담당하는 중앙처리 장치

- AP(Application Processor) : 스마트폰에서 뇌의 역할을 담당

*CPU, AP를 포함하여 그래픽, 카메라 통신 등 다양한 기능을 하나의 칩으로 만든 '시스템 반도체'

- NPU(Neural Processing Unit)_신경망 처리장치 : 기술이 발달하면서 AI 연산을 하기 위한 특수목적의 프로세서

-> 인간 뇌의 신경망을 모방해 만든 반도체 -> 복잡한 연산을 더 빠르게 처리하기 때문 -> 인공지능 응용을 구현하는데 최적화된 처리장치

 

<시스템 반도체> - 눈

- 이미지 센서 : 카메라 렌즈를 통해 들어온 이미지를 디지털 신호로 변환해 디스플레이 장치로 볼수있도록 만들어주는 반도체

- DDI(Display Driver IC) : 스마트폰과 TV의 화면을 구동하는 장치 -> 디스플레이 하나의 화소에는 빛의 삼원색인 RGB를 표시하는 부화소에 트랜지스터가 설계되어 있고, DDI는 이것을 조종하는 역할

 

<메모리 반도체>

- 휘발성 메모리 : 정보가 날아감(D랩)

- 비휘발성 메모리 : 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 유지(낸드플레시)

- D램은 전원이 꺼지면 정보가 날아가는 휘발성 메모리지만, 낸드플레시보다 처리속도가 빠르며, 주로 PC, 모바일 제품, 서버에 사용됨.

- 낸드플래시 : D램보다 속도는 느리지만, 영구저장되어 USB, SSD 등 데이터 저장장치에 사용됨.