머리말 1나노급 미세화를 향해 발전하는 반도체 기술의 놀라운 여정
제1장 반도체란 무엇인가?
무조건 알아두고 싶은 기본 물성의 이해
1-1 반도체의 일반적인 특성
1-2 도체와 절연체의 차이점은?
1-3 반도체의 이중인격
1-4 반도체 재료인 실리콘은 무엇일까?
1-5 불순물 종류에 따라 P형 반도체와 N형 반도체가 된다
1-6 N형 반도체, P형 반도체의 에너지 구조
1-7 LSI를 탑재한 기판, 실리콘 웨이퍼 만드는 법
제2장 IC, LSI란 무엇인가?
LSI의 종류와 애플리케이션
2-1 고성능 전자 기기를 실현하는 LSI란 무엇인가?
2-2 실리콘 웨이퍼 위에서 LSI는 어떻게 구성돼 있을까?
2-3 LSI에는 어떤 종류가 있을까?
2-4 LSI를 기능 측면으로 분류하면?
2-5 메모리 종류
2-6 오더 메이드 ASIC에는 어떤 종류가 있을까?
2-7 마이컴 내부는 어떻게 돼 있을까?
2-8 온갖 기능을 원칩화, 시스템 LSI로 발전하다
2-9 시스템 LSI 탑재 기기 ① 휴대전화
2-10 시스템 LSI 탑재 기기 ② 디지털카메라
칼럼 IC, LSI 이외에도 반도체에는 여러 가지가 있다
제3장 반도체 소자의 기본 작동
트랜지스터의 기초 원리 배우기
3-1 PN 접합이 반도체의 기본
3-2 전류를 한 방향으로 보내는 다이오드란?
3-3 트랜지스터의 기본 원리, 바이폴라 트랜지스터란?
3-4 LSI의 기본 소자, MOS 트랜지스터란?
3-5 가장 자주 쓰이는 CMOS란 무엇인가?
3-6 메모리 DRAM은 어떻게 작동하고 기본 구조가 어떠한가?
3-7 휴대기기에서 활약하는 플래시메모리란?
3-8 DRAM, 플래시의 차세대를 짊어지는 유니버설 메모리
제4장 디지털 회로의 원리
어떻게 계산하는지 이해하기
4-1 아날로그와 디지털은 무엇이 다를까?
4-2 디지털 처리의 기본, 2진수란?
4-3 LSI 논리회로의 기본, 불 대수란?
4
반도체 기술은 어떻게 미래를 만드는가
기술 한계를 돌파하는 최신 기술과 동향
HBM · EUV 노광 · TSV · 마이크로 식각
인텔이 세계 최초의 민간용 마이크로프로세서 4004를 만들었을 당시, 프로세스 룰(제조 공정에서 규정한 최소 단위은 10μm(마이크로미터. 1μm는 0.001mm였으며, 트랜지스터가 2,300개 쓰였다. 지금은 3nm(나노미터, 1nm는 0.001μm 미세화 공정을 통해 트랜지스터 수십억 개 이상이 칩 하나에 집적된다.
본격적인 반도체 산업이 1970년대에 시작된 이래, 반도체 칩은 약 2년마다 트랜지스터 수가 2배씩 증가한다는 무어의 법칙을 충실히 따랐으며, 지금은 한계에 접어들었다는 비관적 평가에도 불구하고 칩의 성능을 올리기 위한 노력이 계속되고 있다. 반도체 기술은 지금도 계속 발전하며 기술적 난관을 돌파 중이다.
《반도체 구조 원리 교과서》는 이 같은 반도체 기술 현장의 특징과 현황을 고려해, 반도체의 기본 구조와 원리를 소개하고, 여기에 더해 최신 기술 동향과 미래 기술 전망까지 정리한다. 먼저 설계 부문에서는 C언어 기반의 설계 기술과 타이밍을 고려한 레이아웃 설계, IP 재이용 설계, 제조성 용이 설계 같은 주류 흐름을 소개하고, 제조 부문에서는 EUV 노광 장치와 마이크로파 식각 장치, 최신 실장 기술 등을 소개한다.
특히 반도체 관련 뉴스를 유심히 지켜본 독자라면 이 책 7장에서 다루는 패키지 기술에 관심이 쏠릴지도 모르겠다. 칩 여러 개를 한 패키지에 쌓는 SIP와 관통 전극 TSV 기술을 소개하는데, 이 기술들은 최근 들어 인공지능, 특히 대규모 언어 모델 사이에 경쟁이 심해지면서 많은 주목을 받고 있다. 대규모 언어 모델을 학습시키는 데에는 엄청난 수의 GPU가 필요하며, 여기에 쓰이는 고성능 메모리인 HBM을 적층 기술을 활용해 제조하기 때문이다.
이 분야의 선두주자는 SK하이닉스로 2023년 4월부터 12단 DRAM인 HBM3를 양산하고 있다. 《반도체 구조 원리 교과서》에서는 TS
