1945년 윌리엄 쇼클리 반도체 현상 첫 이론화…챗GPT 등 인공지능 등장...
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작성자 수집기 작성일 24-04-09 20:29 조회 39 댓글 0본문
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반도체 기술, 시작과 진화
지난해 10월25일 서울 강남구 코엑스에서 열린 반도체대전SEDEX의 한 부스에서 관계자가 웨이퍼를 살펴보고 있다. 연합뉴스 1945년 미국 ATamp;T 벨연구소에 근무하던 윌리엄 쇼클리가 어떤 물질에 다른 물질을 첨가하면 반도체가 되는 현상을 최초로 이론화하면서 반도체의 역사는 시작됐다. 2년 뒤인 1947년에는 벨연구소 월터 브래튼과 존 바딘이 게르마늄에 금속조각을 붙여 전류가 흐르는 것을 최초로 확인했다. 벨연구소는 1948년 트랜지스터를 발명했다고 발표했다. 트랜지스터는 아주 작은 전자 스위치라 할 수 있다. 이 세 사람은 노벨상을 받게 된다. 집적회로IC 칩 또는 반도체라고 부르는 것은 실리콘 위에 수백만~수십억개의 미세한 트랜지스터를 넣은 물건이다. 미국 샌프란시스코에 있는 페어차일드와 댈러스의 텍사스인스트루먼트 두 회사에서 처음 만들어냈다. 이 중 페어차일드는 쇼클리가 1955년 창업한 회사에서 뛰쳐나온 고든 무어와 로버트 노이스 등 엔지니어 8명이 만든 회사이다. 이들 중 일부가 이후 인텔을 창립했고 지금까지 반도체 강자로 남아 있다. 최초 반도체 칩에는 4개의 트랜지스터가 집적돼 있었다. 반도체 기술은 미국에서 발전했지만, 그 생산은 사상 최대의 협업 구조로 분화됐다. 기술 개발이 매우 어렵고 그에 드는 자금이 천문학적이어서 한 회사, 한 나라가 독점하기 힘들기 때문이다. 예를 들어. 애플이 아이폰을 만들기 위해서는 대만의 파운드리 업체 TSMC가 필요하다. TSMC는 극자외선EUV 노광 장비를 독점 생산하는 네덜란드의 ASML이 없으면 애플의 눈높이를 맞출 수 없다. ASML의 EUV 장비는 45만6329개의 부품으로 이뤄진 대당 1억달러가 넘는다. 이 장비 역시 레이저 회사인 미국 사이머와 독일 트럼프의 기술과 부품 없이는 무용지물이다. 크리스 밀러가 쓴 <칩워> 의 설명에 따르면 진공에서 시속 321.8㎞로 날아다니는 직경 0.003㎜의 주석 방울을 레이저로 두 번 맞히는 정밀 기술이 필요하다. 첫 번째 펄스는 주석 방울을 달구고, 두 번째 펄스로 주석 방울을 폭발시킨다. 이렇게 주석 방울을 폭발시키는 과정을 초당 5만번 반복해야 반도체 제작을 위한 충분한 양의 EUV를 만들 수 있다. 그렇게 만들어진 EUV 광선을 모아서 실리콘 칩에 쏴줄 수 있는 거울은 독일의 광학회사 자이스가 제작한다. 챗GPT 등 인공지능AI의 등장은 반도체가 수행해야 할 연산력을 높이지 않고서는 불가능하다. AI 반도체는 초당 연산해야 할 매개변수가 1750억개에 달한다. 엔비디아의 그래픽처리장치GPU는 비슷한 작업을 한꺼번에 처리하는 병렬연산이 가능해 연산속도가 빠르다. 기존 인텔의 중앙처리장치CPU는 브라우저를 켜거나 엑셀을 작동시키는 등 다양한 작업을 수행할 수 있지만 모든 계산을 순차적으로 처리직렬연산한다. 얼룩말 이미지를 학습한다면 CPU는 픽셀 하나하나를 처리하는 데 비해 GPU는 많은 픽셀을 동시에 볼 수 있는 개념이다. 엔비디아의 GPU에 들어가는 메모리 반도체가 SK하이닉스의 고대역폭메모리HBM이다. High Bandwidth Memory의 약자로 D램을 여러 개 쌓아올려 데이터가 지나가는 통로의 폭대역폭을 넓힌 것이다. 박재현 논설위원 parkjh@kyunghyang.com 경향신문 주요뉴스 · 국민의힘 지방의원들 ‘돈봉투 살포’ 의혹···인천 강화서 “2600만원 전달” 신고 · [단독]‘돈 봉투 부스럭’ 발언으로 고발된 한동훈…공수처 ‘불기소’ 처분 · 송하윤 동창의 분노 “폭행당해 전치4주 피해, 사과도 안해” · ‘문재인 죽여’ 발언 윤영석 “경상도 말로 ‘직인다’는 다의적으로 사용” · 국내 최대 여행사 ‘하나투어’ 매물 나와…업계 지각변동 예고 · 이재명은 과반 사수해야, 한동훈은 역전의 명수 돼야···산다 · 인요한 “자유통일당에 ‘포기하고 빠져달라’고 요청했지만···” · 여당, MBC 복면가왕 9주년 특집 결방에 “조국혁신당과 관련 없다 생각” · 재벌 회장님들이 제네시스 G90를 타는 진짜 이유 몇 가지 · 윤승주 일병 사망 추적한 매형 “군 상대 10년 싸움, 이정표 됐으면” ▶ 매일 라이브 경향티비, 재밌고 효과빠른 시사 소화제! ▶ 온전히 나로 살 수 있는 ‘자기만의 방’, ‘방꾸’하기! ⓒ경향신문www.khan.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지 칩워> |
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