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반도체

반도체 정의 및 집적회로(IC)/ 무어의 법칙

반도체는 금속(ex. Cu) 처럼 전기가 잘 통하는 도체(導體)와 돌, 고무처럼 전기가 통하지 않는 부도체(不導體)의 중간 성질을 갖는 그 사이의 물질을 뜻하나 반도체도 평소에는 전기가 거의 통하지 않는다.물질에는 자유전자가 존재해야 전기가 통하는 성질을 띄게 되는데 반도체(ex. Si, Ge)는 평상시에는 자유전자가 없으나, 반도체에 열을 가하거나 특정 불순물을 넣으면 자유전자가 일정 부분 생겨나서 전기가 통하게 된다.

→ 반도체 트랜지스터가 개발되기 전까지는 진공관을 이용하여 전류의 흐름을 제어했다.

 

집적회로(Integrated Circuit) : 트랜지스터, 다이오드, 저항, 캐패시터 등의 전자소자들을 하나씩 따로따로 사용하지 않고 실리콘(Si) 평면상에 여러개 모아서 쌓아놓고 전자회로로 구성한 것. 복합적 전자소자 or 시스템 이라고도 명명출처 : www.samsungsemiconstory.com/303

 

- 최초의 집적회로(IC : Integrated Circuit) : Transistor 1개 + Resistor 3개 + Capacitor 1개. 총 5개의 소자를 하나의 반도체 기판위에 모아 놓음. By J. S. Kilby(킬비) @ Texas Instruments. 1958

 

- 소규모 집적회로(SSI : Small Scale Integrated Ciruit) : Transistor 100여개

 

- 중규모 집적회로(LSI : Large Scale Integrated Ciruit) : Transistor 100 ~ 1,000개

 

- 대규모 집적회로(VLSI : Very Large Scale Integrated Ciruit) : Transistor 10,000개 ↑

 

- 초대규모 집적회로(ULSI : Ultra Large Scale Integrated Ciruit) : Transistor 100,000개 ↑

 

- 19년도 3D NAND Flash : Transistor 5천억 개 ↑

 

로, Transistor의 집적도는 천문학적으로 증가해 왔다. 반도체 산업에서는 하나의 지칠으로 여겨지는 아래와 같은 무어의 법칙이 존재한다.

 

무어의 법칙(Moore's Law) : 반도체의 집적회로의 성능이 24개월마다 2배로 증가한다는 법칙. 경험적 관찰에 바탕을 두고 있으며 인텔(Intel)의 공동 설립자인 고든 무어가 1965년에 내놓은 법칙.

 

하지만, 점점 기술의 고도화에 따른 성장 감소세가 보이며 집적도의 성장은 해가 갈수록 감소하고 있다.

일례로, D램의 트랜지스터 수는 2000년대 초반까지 연평균 약 45% 씩 증가해왔지만, 2016년 이후에는 성장률이 20%로 둔화, Flash 메모리의 경우도 2012년까지 연간 55~60% 성장률이지만, 2012년 이후 30~35% 수준으로 하락하였다.

 

<제품별 트랜지스터 개수 트랜드>

 

출처 : www.sisaeconomytv.com/news/articleView.html?idxno=753

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