마법의 돌, 대한민국 5천만 반도체 지식 도서

4차 산업혁명의 ‘씨앗’이라 할 수 있는 반도체를 정복하라!

21세기를 지식정보화 사회라고 한다. 컴퓨터와 초고속통신망을 종횡무진 누비는 지식이 생산 활동에서 가장 중요한 수단이 되는 사회라는 의미이다. 즉 원시수렵사회, 농경사회, 산업사회로 이어지는 인류 문명의 발전 과정이 지식정보화 사회로 들어섰다는 뜻이다. 필자는 이 지식정보화 사회를 도구의 관점에서 ‘규석기 시대’로 정의하고 있다. [구석기 시대 → 청동기 시대 → 철기 시대]를 잇는 규석기 시대…. ‘규석’으로 만들어진 반도체를 도구로 사용하는 시대이기 때문이다. 반도체는 우리 일상에서 없어서는 안 될 귀중한 자원이다. 1900년대 초 진공관이 발명된 이래 반도체는 인간의 정신노동뿐만 아니라 이제 인간의 사고마저 대신하게 이르렀다. 특히 반도체는 대한민국 수출 1위 품목으로 우리기업들이 세계시장을 석권하고 있다. 그런데 이런 반도체를 우리는 얼마나 알고 있을까? 모든 지식을 그림으로 이해한다! 지금까지 어떤 책도 시도하지 못했던 ‘비주얼 반도체 교본’『규석기 시대의 반도체』는 전문용어, 교과서적인 기술은 피하고 쉽고 편한 글, 가능한 많은 사진과 도표를 넣어 누구든 반도체에 관심이 있는 독자라면 누구나 쉽고 빠르게 반도체를 이해할 수 있도록 쓰였다. 대학시절 PC 사업으로 시작한 이후, 30여 년간 ICT업계에 종사해 현재 종합 반도체기업 바른전자와 관계 계열사를 경영하고 있는 지은이의 경험과 산지식 역시 반도체에 대한 생생한 지식과 정보를 얻을 수 있도록 도와준다. 반도체를 이해하는 것이 대한민국 국민으로서 필연적으로 해야 할 일이며, 4차 산업혁명을 따라잡는 길로 빠르게 안내할 것이다.

1장_반도체란?

제1절 반도체 기본 지식

ㆍ대한민국 반도체
ㆍ도체, 부도체, 반도체
ㆍ꼬마전구 실험
ㆍ구석기? 규석기?

제2절 원자의 세상

ㆍ태양계와 원자
ㆍ공유결합
ㆍn형 반도체, p형 반도체

제3절 디지털의 세계

ㆍ디지털의 이해
ㆍ아톰에서 비트로
ㆍ아날로그로 느끼고, 디지털로 기억하고

제4절 반도체 용어

ㆍ0과 1의 세계
ㆍ비트, 바이트
ㆍ셀(cell)
ㆍ헤르츠(Hz)
ㆍ메가, 기가
ㆍ마이크로, 나노
ㆍ연산과 기억

제5절 주판에서 반도체로

ㆍ파스칼의 계산기
ㆍ컴퓨터의 아버지 찰스 배비지
ㆍ진공관
ㆍ트랜지스터
ㆍ집적회로(IC)
ㆍ초밀도 집적회로

2장_다양한 반도체

제1절 반도체의 분류
ㆍ산업혁명
ㆍ메모리, 비메모리

제2절 메모리 반도체

ㆍ휘발성, 비휘발성
ㆍ램(RAM)
ㆍ롬(ROM)
ㆍ저장장치의 진화

제3절 비메모리 반도체

ㆍ쌀 중의 쌀
ㆍ시스템 반도체
ㆍ광 반도체
ㆍ개별 소자
ㆍ멤스(MEMS)

제4절 주문형 반도체

ㆍ수요와 공급
ㆍASIC와 ASSP
ㆍFPGA

3장_반도체 제조공정

제1절 반도체 전공정
ㆍ전공정, 후공정
ㆍ공정의 흐름

제2절 반도체 후공정

ㆍ반도체 패키지
ㆍ패키징 공정
ㆍ반도체 패키지의 종류
ㆍ표면실장

제3절 시스템 반도체 설계

ㆍ설계 전문기업
ㆍ시스템 반도체 설계 공정

4장_반도체 산업과 미래 신기술

제1절 반도체 산업

ㆍ다양한 반도체 기업
ㆍ반도체 기업의 협력 관계
ㆍ반도체 제조공장
ㆍ반도체 시장

제2절 반도체 신기술
ㆍ팹(FAB) 기술
ㆍ패키지 기술 및 기타

제3절 한국 반도체 산업의
과제

ㆍ문명 서진설
ㆍ한국의 반도체 산업
ㆍ치킨게임
ㆍ일본의 영욕
ㆍ반도체 업계의 M&A
ㆍ중국의 부상
ㆍ우리의 갈 길은

ㆍ규석기 시대에는 반도체를 잘 다루는 국가가 전 세계를 호령할 것이다.
석기 시대에는 돌을 잘 다루는 씨족이 번성하였고 청동기 시대에는 구리를 잘 다루는 부족이 지배하였으며, 철기 시대에는 철을 잘 다루는 국가가 세계사를 주도하였다. 이제 ‘규석기 시대’에는 반도체를 잘 다루는 국가가 전 세계를 호령할 것이다.ㆍ현재 대한민국은 전체 인구의 50분의 1일이 반도체 업계에 종사한다.
현재 대한민국 반도체 종사 인력은 직·간접적으로 100만 명에 육박한다. 전체 인구의 50분의 1이다. 한국을 반도체 공화국, 한민족을 반도(半導) 민족이라 해도 지나치지 않다. 한편 1980년대 한국 반도체 산업의 태동 당시 전 세계 누구도 성공할 것이라 생각하지 않았다. 특히 반도체 강국이었던 일본의 조롱거리였다. 그도 그럴 것이 1980년대 반도체 산업은 인구 1억 명 이상, 국민소득 1만 달러 이상, 국내소비 50% 이상의 국가에서만 가능하다는 것이 정설이었다.ㆍ반도체를 이야기하자면 컴퓨터부터 알아야 한다.
컴퓨터는 각종 회로 부품들로 가득 채워져 있으며 회로기술이 곧 반도체이다. 컴퓨터 공부
의 시작은 비트(bit)의 이해로부터 출발하여야 한다. 우리는 글을 쓸 때 문자와 숫자로 표시한다. 컴퓨터 역시 말과 숫자가 있다. 바로 ‘0과 1’이다. 컴퓨터는 0과 1만으로 말하고, 쓰고, 기억한다.ㆍ대한민국은 반도체 강국이 아니라 메모리 강국
반도체도 인간의 정신노동을 대신하기 위해 연산, 기억하는 기능으로 전문화되었다. 연산하는 반도체는 시스템 반도체이고, 기억하는 반도체는 메모리 반도체이다. 연산하는 성능은 ‘속도’가 좌우하고 기억하는 성능은 ‘크기’가 좌우한다. CPU의 성능은 연산 속도인 헤르츠로 측정하고 메모리의 성능은 크기(메가바이트, 기가바이트 등)로 측정한다. 한편 메모리 반도체와 시스템 반도체의 불균형은 우리 반도체 산업의 오랜 숙제이다. 시스템 반도체의 한국 점유율은 4~5% 수준이다(2016). 한국은 반도체 강국이 아니라 정확히는 메모리 강국이다. 우리가 이 문제를 풀지 않으면 턱밑까지 추격해온 중국의 위협에 속수무책이다. 이 책을 집필한 이유 중 하나도 전 국민적 관심이 필요하기 때문이다.ㆍ4차 산업혁명의 씨앗 또한 반도체임이 분명하다.
1800년대 산업혁명은 인간을 육체노동에서 해방시켰고, 2000년대 반도체 혁명은 인간의 정신노동을 대신하고 있다. 앞으로 다가올 인공지능 시대에는 반도체가 인간의 사고마저 담당하게 될 것이다. 100년도 채 되지 않은 반도체의 역사가 근대 문명의 역사이며 미래 세상 또한 반도체를 빼놓고 설명할 수 없다. 요즈음 새롭게 떠오르고 있는 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 자율주행차, 가상현실(VR), 빅데이터 등이 반도체 산업의 지평을 크게 넓힐 것이다. 우리는 명실상부 ‘규석기 시대’에 살고 있고, 4차 산업혁명의 시대의 씨앗 또한 반도체임이 분명하다ㆍ대한민국 수출 1위 품목은 반도체이다.
세계시장을 석권한 대한민국의 반도체 기업이 불과 3백여 개라는 사실이 놀랍기만 하다. 우리나라가 반도체 강국으로 부상한 것은 비록 역사는 짧고 기업 수도 적지만 계획적인 역할 분담과 정부의 효과적인 육성 정책 덕분이라 할 수 있다. 대한민국 수출 1위 품목이 반도체이다. 반도체 경쟁력이 곧 대한민국의 경쟁력인 것이다. 그러나, 현재 우리의 반도체 산업은 위기이자 기회이다. 격차를 넓히려는 한국, 격차를 좁히려는 미국, 격차를 뛰어넘겠다는 중국, 그리고 고질적인 시스템 반도체의 불균형, 판은 커지는데 경쟁자는 많아지고 잘 잡으면 봉이고 놓치면 닭이 된다.

규석기 시대를 사는 현대인의 필독서!
대한민국 경제를 이끄는 힘! 우리 삶 모든 곳에 ‘반도체’가 숨어있다!
4차 산업혁명의 ‘씨앗’이라 할 수 있는 반도체를 정복하라!반도체 강국 대한민국! 당신은 반도체를 얼마나 알고 있는가?
반도체의 모든 것을 이해할 수 있는 ‘반도체 바이블’이 태어나다. 2006년 우리에게 다가온 아이폰은 우리 일상을 송두리째 바꾸어 놓았다. 인류 역사상 이 손바닥만한 기기에 인간의 삶이 이토록 통째로 얽매이기는 처음일 것이다. 스마트폰은 반도체 덩어리이다. 모바일 AP, 메모리, 커넥티비티(통신), 인터페이스 및 센서류에 이르기까지 무려 20여 종 40여 개 반도체가 탑재되어 있다. 제품원가에서 차지하는 비중도 60%에 달한다.
우리는 흔히 반도체를 생각하면 둥근 원판과 손톱만한 플라스틱 덩어리에 지네다리가 촘촘히 달린 모습을 떠올린다. 하나는 반도체를 만드는 웨이퍼(wafer)이고, 하나는 패키지가 끝난 반도체 모습이다. 반도체의 정의를 내린다면, 물론 어려운 말들도 많겠지만, 도체도 아니고 부도체도 아닌 말 그대로 반도체(semiconductor)이다. 전기를 흐르게도, 안 흐르게도 할 수 있다는 말이다. 전기 전도도를 조절할 수 있다는 것이 반도체의 핵심이다. 이렇듯 이 책에서는 반도체의 기본적인 원리를 각종 인포그래픽과 이미지 사진을 통해 입체적으로 알려준다.
반도체는 우리 일상에 없어서는 안 될 귀중한 자원이다. ‘산업의 쌀’이라고도 비유한다. 1900년대 초 진공관이 발명된 이래 반도체는 인간의 정신노동뿐만 아니라 이제 인간의 사고마저 대신하기에 이르렀다. 특히 대한민국 수출 1위 반도체는 우리 기업들이 세계시장을 석권하고 있다. 그런데 이런 반도체를 우리는 얼마나 알고 있을까? 학교에서 누구나 교양과목을 배운다. 교양이라면 현대를 사는 문명인으로 갖추어야 할 기본 소양과 지식을 습득하는 것이다. 반도체가 그렇다. 이미 우리 일상에서, 우리가 살아갈 미래 세상에서 빼놓을 수 없는 것이 바로 반도체이다. 더구나 우리 국민 50분의 1이 직·간접적으로 종사하는 반도체 강국의 한 사람으로서 반도체에 관심을 갖는 것은 너무나 당연하다.
《규석기 시대의 반도체》는 반도체에 관심이 있는 독자라면 누구나 쉽고 빠르게 반도체를 공부하고 이해할 수 있다. 전문용어, 교과서적인 기술은 피하고 쉽고 편한 글, 가능한 많은 사진과 도표를 제시하고 있다. 지금까지의 어떤 공학 교과서도 해내지 못한 반도체의 이론과 실제를 이 책이 완성하였다. 반도체 기업을 자세히 소개하고 있고, 한국을 포함한 전 세계 반도체 산업을 조망하고 있으며, 3D-V낸드, TSV, 그래핀, 양자컴퓨터 등 반도체 산업의 미래 신기술에 대해서도 예측하고 있다.