진짜 하루만에 이해하는 반도체 산업 1편_박진성(Feat. 주식투자)

 

[배경]

이 책은 작년에 반도체 산업군을 이해하고 싶어서 서점에서 샀던 책이다. 저번에는 중간에 읽다 말았지만, 분명 알기 쉽게 서술되어 있었고, 주식투자에서 반도체 산업군을 선정한만큼 다시 도전을 해보았다. 그리고 두번째 읽다보니 좀 더 머리에 잘들어왔던 것 같다. 많은 내용이 있지만, 내가 기억하고 싶은 것들 위주로 작성해보고자 한다. 총 2편정도로 작성할 것 같은데 오늘은 반도체가 무엇이며, 구체적인 정의와 시스템반도체와 메모리 반도체, 그리고 CPU, GPU, NPU 등등에 대해서 얘기해보려고 한다.

 

 

[알고싶은 내용 복습]

아래 목차에서 PART 2까지 읽은 내용 중 기억하고 싶은 내용을 정리해보려고 한다.

 

• 반도체란 무엇인가?
  • 전기가 통하거나 통하지않게 '조절'할 수 잇는 물질이며 주로 저마늄(Ge)와 실리콘(Si)가 있는데 최근은 실리콘을 주로 사용한다. 전류가 흐른다는 것은 전자들이 이동한다는 것이며, 이를 위해서는 전압이 필요하다.
• 전자가 움직이기 위해서는?
  • 자유전자: 모든 전자가 전압이  흐를때 움직일 수는 없으며, 전압이 흐를 시에 이동하는 전자를 뜻함
  • 원자: 양성자+중성자(원자핵)주변을 전자가 돌면서 구성
  • 전자의 궤도를 전자껍질(각)이라고 부르는데, 최외각에 있는 전자들이 불안정한 경우에는 안정되기 위해 공유결합을 함.
    • 듀엣규칙(최외각전자 2)과 옥텟규칙(최외각 전자 8)이 안정적인 상태이다.
    • 실리콘은 최외각 전자가 4개이기 때문에 불안전하며 다른 원자들과 만나 공유결합을 하려고함.
    • 그래서 이 실리콘 원자들 사이에 최외각 전자가 3개나 5개인 불안정한 상태의 원자를 불순물로 넣어주면 공유결합을 형성하며 전자가 이동할 수 있게되는 원리임
      • 최외각 전자 5인 불순물: 인(P), 비소(As) → N형반도체
      • 최외각 전자 3인 불순물: 붕소(B), 갈륨(Ga) → P형 반도체
  • 소자: N형 반도체와 P형 반도체의 결합
    • 다이오드: 정류기능
      • AC/DC 컨버터(변환)에 사용됨, 콘센트는 모두 교류(AC)이며, 스마트폰같은 기기들은 직류(DC) 전원을 사용하기 때문에 변환이 필요함
    • 트랜지스터: 증폭, 스위치 기능
      • BJT, MOSFET 등등 보통 IC칩에 트랜지스터를 얼마나 적고 촘촘하게 넣을 수 있는지가 경쟁력임.
  • 시스템 반도체
    • CPU / GPU / AP / NPU 등 연산처리를 하는 것
  • 메모리 반도체
    • RAM과 ROM
      • DARM이나 NAND플래시가 여기에 해당함

 

[목차]

PART 01. 반도체란 무엇일까?
1. 도체, 부도체, 반도체
- 자유 전자와 반도체

2. 반도체의 원리와 유형
- 최외각 전자와 공유 결합
- N형 반도체와 P형 반도체
- P형 반도체와 N형 반도체의 만남, 반도체 소자

3. 반도체 개발의 역사와 발전 방향
- 반도체 이전의 전기 소자, 진공관
- 트랜지스터의 등장
- 집적 회로의 등장과 세상을 바꾼 MOSFET
- 반도체 산업의 발전 방향
*반도체, 핵심만 쏙쏙!
*반도체, 한 걸음 더!

PART 02. 시스템 반도체와 메모리 반도체
1. 컴퓨터가 작동하는 방식
- 컴퓨터의 작동 원리

2. 시스템 반도체
- 컴퓨터의 두뇌, CPU
- 그래픽 연산의 최강자, GPU
- 스마트폰의 두뇌, AP
- 2세대 AI 반도체, NPU
- 또 다른 2세대 AI 반도체, FPGA와 ASIC
- 3세대 AI 반도체, 뉴로모픽 반도체
- 빛을 기록하는 반도체, CIS
- 기타 시스템 반도체
*반도체, 핵심만 쏙쏙!
*반도체, 한 걸음 더!

3. 메모리 반도체
- RAM(Random Access Memory)
- ROM(Read Only Memory)
- 메모리 계층 구조
- 메모리 반도체 시장의 치킨 게임
- 메모리 반도체의 슈퍼 사이클
*반도체, 핵심만 쏙쏙!
*반도체, 한 걸음 더!

PART 03. 반도체 산업의 생태계와 8대 공정
1. 반도체 산업의 분업 체계
- 종합 반도체 기업 VS. 분업 체계
- 설계 단계
- 제조 단계
- 테스트 및 패키지 단계
- 유통 및 판매 단계
*반도체, 핵심만 쏙쏙!
*반도체, 한 걸음 더!

2. 반도체 8대 공정
- 웨이퍼 제조 공정(Wafering)
- 산화 공정(Oxidation)
- 포토 공정(Photolithography)
- 에칭 공정(Etching)
- 증착 공정(Deposition) 및 이온 주입 공정(Ion Implantation)
- 금속 배선 공정(Metalizaion)
- 테스트 공정(Test)
- 패키지 공정(Package)
- 공정 중요도의 변화
*반도체, 핵심만 쏙쏙!
*반도체, 한 걸음 더!

PART 04. 반도체 기업들과 글로벌 주도권 전쟁
1. 반도체, 누가 잘 만들까?
- 종합 반도체 기업(IDM)과 분업 체계 기업들
- 장비, 부품, 소재 기업

2. 주요 국가들의 반도체 주도권 전쟁
- 미국
- 대한민국
- 대만
- 일본
- 중국
- EU
- 이스라엘
*반도체, 핵심만 쏙쏙!
*반도체, 한 걸음 더!