반도체란?

(1) 반도체 산업의 개요

 일반적인 의미에서 반도체란 전기가 통하는 물질인 도체와 통하지 않는 물질인 부도체의 중간 정도 특성을 가진 물질을 말합니다. 도체는 항상 전기가 흐르는 특성을 가지고 있지만, 이와는 달리 반도체는 에너지 등을 통해 전도성을 급격하게 변화시킬 수 있는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성을 이용하여 전자제품의 전기 신호에 대해 증폭, 정류, 축적 등의 기능을 할 수 있도록 만들어 원하는 동작을 이끌어 낼 수 있습니다. 따라서 실생활에서 반도체의 적용 가능성은 매우 다양합니다. 

 반도체의 종류는 기능에 따라 정보를 저장하고 기억할 수 있는 메모리 반도체와 정보 저장 없이 연산이나 제어 기능을 하는 비메모리 반도체로 나눌 수 있습니다. 

메모리 반도체는 일반적으로 '휘발성(Volatile)'과 '비휘발성(Non-volatile)'으로 분류됩니다. 휘발성 메모리 제품은 전원이 끊어지면 정보가 지워지는 반면, 비휘발성 제품은 휴대전화에 전화번호가 저장되는 것처럼 전원이 끊겨도 저장된 정보가 계속 남아 있습니다. 

 특히 휘발성 메모리의 대표적인 DRAM은 주로 컴퓨터의 메인 메모리, 동영상 및 3D 게임 구현을 위한 그래픽 메모리로 사용되고 있으며, 가전제품의 디지털화에 따라 스마트 TV, 스마트 냉장고, 프린터 등에도 사용이 확대되고 있습니다. 

 그리고 비휘발성 메모리인 플래시 메모리는 크게 노어(NOR)형(코드 저장형)과 낸드(NAND)형(데이터 저장형)으로 나눌 수 있습니다. 

이 중 낸드플래시는 순차적 정보 접근이 가능한 비휘발성 메모리 칩으로서, 디지털 비디오나 디지털 사진과 같은 대용량 정보를 저장하는데 매우 적합합니다. 낸드플래시 제품이 적용되는 분야는 디지털 카메라, USB드라이브, MP3플레이어, 차량용 네비게이션, SSD, Flash Array 그리고 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 모바일 기기 등입니다. 

 최근 플래시 메모리는 일반적인 범용 메모리 보다는 고객 지향적인 제품의 수요가 늘어나고 있어 이런 추세에 부합하는 적극적인 응용 제품 개발 및 철저한 고객 대응의 중요성이 커지고 있습니다.현재 진행 중인 Cloud Computing 및 IoT 시대가 가속화되면 Data Center의 Storage 용량 확대와 실시간 정보처리의 필요성이 높아질 것이며, 이에 따라 Enterprise용 SSD가 HDD를 대체하고 NAND 시장은 또 다른 도약을 할 수 있을 것으로 예상됩니다. 반면, 비메모리 반도체는 정보 처리를 목적으로 제작되는 반도체로, 특성에 따라 아날로그, 로직, 마이크로, 디스크리트, 센서로 분리가 됩니다. 

 비메모리 반도체 중에서도 이미지 센서는 빛 에너지를 감지하여 그 세기의 정도를 영상 데이터로 변환해 주는 반도체 소자로서 디지털 촬영 기기에서 필름 역할을 하고 있습니다. 이미지센서는 제조 과정과 신호를 읽는 방법에 따라 CCD와 CMOS 두가지 타입으로 나뉘며, 최근 CMOS 이미지 센서의 기술이 크게 향상되고 디지털 촬영기기가 소형화됨에 따라 크기가 작고 전력 소모가 적은 CMOS 이미지 센서의 활용 범위가 점차 확대되고 있습니다. 

 또한 아날로그, 로직 등 업체에 따라 기능이나 특성에서 차이가 발생하는 시스템 반도체는 첨단 IT수요에 연동된 고기술, 고성장, 고부가가치의 미래 유망 산업으로 휴대폰, 가전, 자동차 등 시스템의 핵심 기능이 구현됨에 따라 완제품의 가격과 품질을 좌우하기 때문에 시스템 산업의 경쟁력과 직결됩니다.