반도체란 무엇인가 (Semiconductor)

반도체란 무엇인가 (Semiconductor)

최근 반도체 혹한 속에서 삼성전자가 메모리 반도체 분야에서 '어닝쇼크' 수준의 실적을 발표한 이슈가 있었다. (2023년 4월경)

 

그래서 이번 글에서는 반도체란 도대체 무엇인지에 대한 내용을 한번 정리해 보려 한다.

 

본론으로 들어가기에 앞서, 반도체라는 것은 우리네 일상생활에서 어디든지 쓰이며, 어디에서든 볼 수 있는 장치이다.

 

그러나 대부분 전자기기 내부 깊숙이 탑재되어 있기 때문에 육안으로 확인하는 것은 어려우며, 이런 이유 탓인지 대부분 반도체의 구조와 원리에 대해서는 잘 모르는 듯하다.

 

그래서 쉽게 한번 정리해 보도록 하겠음.

 

 

목차

• 반도체란 무엇일까
• 반도체는 어디에 쓰일까
• 메모리 반도체란?
• 마치며

반도체란 무엇일까

반도체라는 것은 '도체'와 '부도체' 그 사이에 존재하는 재료를 의미하는 용어이다. 그리고 여기서 도체라는 것은 전기를 자유롭게 통과시키는 물질을 의미한다.

 

즉 도체는 전류가 자유롭게 이동할 수 있는 매개체를 의미하며, 금속과 같이 전도성이 높은 물질들이 전류를 전달하는 도체로 사용된다. 예를 들자면 동, 알루미늄, 구리, 철 등이 대표적인 도체의 예이다.

 

 

반면, 부도체라는 것은 전기가 자유롭게 통과할 수 없는 물질을 말한다. 즉 전기가 자유롭게 움직일 수 없는 저전도성 물질을 의미하는데, 대부분 전류를 차단하는 역할을 주로 수행하게 된다. 예를 들자면 유리, 고무 등이 대표적인 부도체의 예이다.

 

부도체는 전류의 흐름이 차단되므로 절연체와 동일한 역할을 수행하게 되는데, 전자기기에서는 전기회로에서 특정 위치의 부품을 보호하는 데 사용된다. 이렇듯 부도체와 절연체는 유사하지만 사실 완전 같은 것은 아니다. 이 내용은 따로 정리하도록 하겠음.

 

 

반도체는 어디에 쓰일까?

반도체 소자는 즉 도체와 반도체 사이에 위치한 물질로써, 전기 신호를 처리하고 제어하기 위한 용도로 아주 용이하게 사용할 수 있다. 따라서 목적에 맞게 다양한 형태로 제작이 가능하다.

 

대표적인 반도체 소자들로는 다이오드, 트랜지스터, 집적 회로 등이 존재한다. 이러한 반도체 소재들은 컴퓨터, 스마트폰, 티비, 가전제품, 자동차 등 모든 전자제품에서 사용이 되며, 이러한 제품들은 반도체 소자를 사용해서 전기를 제어하기 때문에 우리네 일상생활에서는 필수불가결한 제품이 된다.

 

이뿐만 아니라 반도체는 에너지 산업에서도 중요한 역할을 하게 되는데, 예를 들면 태양광 전지와 같은 대부분의 에너지 기술에서는 반도체 소자가 필요하다. 즉 태양광 에너지와 같은 자연 에너지를 전기 에너지로 변환하는 역할을 해준다는 것이다.

 

 

메모리 반도체란?

그렇다면 삼성전자 어닝쇼크의 주인공인 '메모리 반도체'라는 것은 무엇을 말하는 것일까?

 

메모리(Memory)라는 단어를 통해 예상할 수 있듯이, 메모리 반도체는 데이터를 저장하거나 읽어오는 데 사용되는 반도체 소자를 말한다. 즉 컴퓨터와 같은 전자기기에서 아주 중요한 기억 장치 역할을 하게 된다.

 

대표적인 메모리 반도체 종류는 램(RAM)과 롬(ROM)이 존재한다. RAM은 컴퓨터 메모리로 사용이 되며, 빠른 읽기/쓰기 속도와 가성비 좋은 제품으로 알려져 있다. 그러나 단점은 컴퓨터 전원을 끄면 데이터가 손실되기 때문에 임시적으로 데이터를 저장하는 데 주로 사용된다. 즉 램은 '휘발성'을 가지고 있다.

 

그에 반연 롬(ROM)은 데이터를 '비휘발성'으로 저장하기 때문에, 전원이 꺼져도 데이터가 보존된다는 장점이 있다. 따라서 컴퓨터나 전자기기에서 부팅 시 필요한 프로그램을 저장하는데 사용된다. 주로 USB, SSD, 메모리 카드 등에 사용된다.

 

 

마치며

오늘은 반도체라는 물질에 대해서 간단히 정리를 해보았다. 사실 내가 설명한 내용은 일반인들의 기준에서 '이 정도만 알아도 문제없다' 정도의 수준이며, 깊게 들어가 보면 아~주 복잡한 내용들이 많다.

 

따라서 비전문가들의 입장에서는 우선 반도체라는 것이  주로 어디에 쓰이며, 어떤 역할을 하는지 거시적인 관점에서 이해하는 것이 중요하며, 이러한 배경지식을 토대로 앞으로 살아가면서 더 깊이 있는 반도체 지식들이 자연스레 축적될 수 있다고 생각한다.

 

끝.