1. 반도체의 이해

그리 길지 않은 역사이지만 세상을 바꿔놓은 반도체

사실 반도체란 전기가 통하는 도체, 전기가 통하지 않는 부도체의 중간적 특성을 갖는 물체 자체를 이야기 한다.
사람의 의도에 따라 전기를 통하게 할 수도 있고 안 통하게 할 수도 있다는 뜻이다. 반도체의 이런 성질이 새로운 전자적인 특성을 가능하게 한다.

그렇다면 반도체의 역사에 대해 간단히 알아보도록 하자.
손톱만한 칩 속에 도서관의 책 내용이 다 들어간다는 얘기 들어보셨나요.
그만큼 작은 것에 어마어마한 용량의 내용이 들어간다는 이야기겠죠.
그렇다면 잘나가는 고집적 반도체의 시조는 누굴까요?
그 시작은 바로 다이오드와 트랜지스터라고 할 수 있습니다.
미국의 벨 연구소란 곳에서 진공관을 대신할 것으로 만든 게 바로 트랜지스터 입니다.

트랜지스터는(Transistor)는

1974년 12월 23일 벨 연구소에서 일하던 존 바딘과 윌터 브래튼, 윌리엄 쇼클리 3명이 트랜지스터를 발명하게 됩니다. 그리고 약 6개월 뒤인 1948년 6월 30일. 미국 뉴욕주 머레이 힐의 나지막한 언덕 위에 자리잡은 벨 전화 연구소에서 기자회견을 합니다.

벨 연구소는 기자들에게 '20세기를 뒤바꿀 제품을 공개한다'고 미리 통보했으나, 기자들 대부분은 트랜지스터라는 이상한 물건에 그리 관심을 갖지 않았다고 한다. 조그만 원통에서 다리 세 개가 나와 있는 손톱만한 제품이었다.

지금은 실리콘(웨이퍼)를 이용해서 반도체를 만들지만 초기에는 게르마늄을 이용해 트랜지스터를 만들었다. 그 생긴 모양새가 깡통처럼 둥글고 반짝거려서 일명 '깡통 Tr'이라고 불려졌다고 한다.
이렇게 트랜지스터가 개발되고 만들어진 이유는 진공관이 가진 한계를 극복하기 위한 것이었다.
통신과 방송의 발달로 늘어나는 수요를 진공관은 감당할 수 없었던 것입니다. 그 이유는 기존의 진공관은 부피도 매우 크고, 전력 소모가 많았기 때문이다.

한 예로 그 시대에 에니악 이라고 하는 진공관을 사용하는 세계 최초의 컴퓨터가 있었다. 그 컴퓨터는 어마어마한 전력을 소모하고 크기는 웬만한 빌딩보다도 컸으며 툭하면 고장이 났었다. 이러한 진공관의 문제점을 트랜지스터가 발명되면서 본격적으로 반도체 산업이 시작되었다.

동그랗고 평평하게 생긴 웨이퍼 위에 회로를 설계하고 소자를 쌓아 올리게 되는데 반도체를 IC(Intergrated Circuit)라고 부르는 것도 이 때문이다. 기술이 점점 발전하면서 회로의 간격이 매우 좁아지고 정보의 이동속도가 빨라지게 된다.
한 예로 80년대에 사용하던 벽돌만하던 휴대폰이 지금은 한 손에 들어오는 작고 가벼운 핸드폰이 될 수 있었던 것도 반도체 기술의 역할이 크다고 하겠다.

18세기 제임스 와트가 증기기관을 발명하게 되어 산업혁명을 이루는 단초를 제공하게 되었듯이 반도체가 발명되어 과학혁명을 이루게 되었다고 해도 과언이 아닐 것이다. 과학의 비약적인 발전은 반도체의 발전과 비례하였고 또 이런 눈부신 발전과 성장의 반도체기술은 이미 우리 생활 깊숙한 곳에 들어와 있다. 한 순간도 우리 생활과 떨어질 수 없다.

앞으로 어떤 모습으로 우리에게 편의를 줄지 상상하기 어려운 정도로 그 활용 범위가 넓어 감히 얼마만큼이나 크고 넓어진지 예상하기조차 힘들 것이다.