[공부]반도체 미세화

반도체 미세화

 

이번 시간에는 최근 많은 뉴스에 나온 3nm공정에 대해 여러 파트로 나눠서 알아볼게요!

 

반도체가 점점 작아진다는 말은 정확하게 말하면 칩 사이즈가 아닌 트랜지스터가 작아지는거에요! 물론 칩사이즈가 작아지는것도 맞지만, 오늘은 반도체의 트랜지스터의 사이즈가 작아지고 수가 많아지는것에 대해 알아볼게요

출처:https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AC%B4%EC%96%B4%EC%9D%98_%EB%B2%95%EC%B9%99

무어의 법칙은 1965년 인텔 공동 창업자 고든 무어가 예측한 경험적인 법칙이며 무어의 법칙은 간단히 말하면 "반도체 칩의 집적도는 약 18~24개월마다 2배씩 증가한다"는 내용입니다. 집적도는 반도체 칩 위에 집적된 트랜지스터의 수를 의미하죠. 즉, 같은 크기의 칩 위에 더 많은 트랜지스터를 배치할 수 있다는 것을 의미해요.

 

이렇게 반도체가 작아지고 미세화되는 이유는 크게 세가지 이유가 있습니다.

 

성능 향상: 미세화는 반도체 칩의 성능을 다양한 측면에서 향상시킵니다.

a. 전기 신호 속도 향상: 작은 칩은 트랜지스터 간 거리를 짧게 만들어 전기 신호의 이동 거리를 줄입니다. 이는 전자 신호가 빠르게 전달되어 클록 속도와 데이터 전송 속도를 증가시킵니다.

b. 더 많은 트랜지스터: 작은 칩은 더 많은 트랜지스터를 포함할 수 있습니다. 이는 복잡한 기능을 구현하는 데 도움이 되며, 데이터 처리 속도를 높이고 다양한 작업을 동시에 수행할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 인공지능, 빅데이터 분석, 그래픽 처리 등에 적용됩니다.

c. 높은 집적도: 미세화는 트랜지스터를 작은 공간에 밀집시키는 것을 의미합니다. 이로 인해 반도체 칩의 집적도가 증가하며, 더 많은 기능을 동일한 크기의 칩에 포함시킬 수 있습니다. 높은 집적도는 공간 절약과 칩의 복잡성 증가를 가능하게 합니다.

 

에너지 효율성: 미세화는 반도체 칩의 에너지 효율성을 향상시킵니다.

a. 낮은 전압 동작: 작은 칩은 더 낮은 전압에서 동작할 수 있습니다. 전압을 낮추면 칩의 전력 소비가 감소하게 되어 에너지 효율성을 높입니다. 낮은 전압 동작은 트랜지스터의 에너지 소비를 최소화하는데 도움을 줍니다.

b. 저전력 기술: 미세화는 저전력 기술을 가능하게 합니다. 예를 들어, 대기 모드에서의 전력 소모를 줄이는 기술이나 동적 전력 관리 기술을 적용할 수 있습니다. 이는 모바일 기기의 배터리 수명을 연장하고 에너지 소비를 최적화하는 데에 도움이 됩니다.

 

생산성과 경제성: 미세화는 반도체 칩의 생산성과 경제성을 향상시킵니다.

a. 웨이퍼 이용 효율 증가: 작은 칩은 같은 크기의 웨이퍼에서 더 많은 칩을 생산할 수 있습니다. 이는 반도체 생산 공정에서 웨이퍼 당 생산 비용을 낮추고 생산성을 향상시킵니다. 또한, 더 많은 칩을 생산하므로 대량 생산이 가능해지고 경제적인 이점을 가져옵니다.

b. 비용 절감: 작은 칩은 소재 소비량이 적어지고, 생산에 필요한 시간이 단축됩니다. 이는 반도체 생산 비용을 줄이고 경제적인 효율성을 높이는 데에 도움이 됩니다.

c. 다양한 응용 분야: 미세화된 반도체는 다양한 분야에서 활용됩니다. 스마트폰, 태블릿, 자동차, 의료 기기, 인공지능 기술 등 다양한 분야에서 작고 고밀도인 칩의 사용이 필요합니다. 미세화는 이러한 응용 분야에서 성능 개선과 혁신을 가능하게 합니다.

 

이러한 이유로 반도체는 점점 더 작아지고, 트랜지스터의 개수가 증가할것입니다. 하지만 이렇게 엄청나게 작아진 반도체에서 더 작아지는것은 점점더 어려워지며, 결국에는 물리적인 한계에 봉착하게 될것입니다. 

 

다음에는 이것에 관해서 알아볼게요!

 

오늘도 어려운 반도체 시장에서 취업하기 위해 하나하나 공부해 나가요!