반도체의 핵심 재료인 웨이퍼에 산화막(SiO₂)을 형성해 표면을 불순물로부터 보호하는 ‘산화공정’을 거친 다음에는 반도체 설계 회로를 그려 넣을 차례입니다. 손톱만큼 작고 얇은 반도체의 회로는 어떻게 구성돼 있을까요? 이번 시간에는 집적회로(IC, Integrated Circuit)가 무엇인지 알아보려고 합니다.

작은 반도체 칩 안에는 수천 개에서 수백만 개 이상의 전자 부품들(다이오드, 트랜지스터, 캐패시터, 저항)이 빼곡하게 채워져 있는데요. 이런 반도체 집적회로는 어떻게 탄생했을까요?

진화의 시작을 알린 트랜지스터

1947년, 미국 최대 전화 통신 회사 AT&T(American Telephone & Telegraph)의 중앙연구소인 벨 연구소 연구원들은 반도체 격자구조의 조각에 도체선(전기가 흐르는데 사용되는 선)을 접촉시키면 전기 신호가 증폭한다는 사실을 발견합니다.

당시 이것은 증폭기(Amplifier)라는 이름으로 불리다가 나중에 트랜지스터(Transistor)로 알려지게 됐죠.

그 후 트랜지스터는 전자제품의 핵심 부품으로 자리 잡게 됩니다. 하지만 기술이 발전할수록 전자제품의 기능이 많아지면서 트랜지스터와 저항, 다이오드, 캐패시터 등 연결해 주어야 하는 부분이 기하급수적으로 증가하게 되었습니다. 이런 연결점들이 제품을 고장 내는 주원인이 됐는데요.

1958년 美 텍사스 인스트루먼트(TI)의 기술자 잭 킬비(Jack Kilby)에 의해 문제를 해결해주는 방법이 개발됐습니다. 복잡한 전자 부품들을 정밀하게 만들어 작은 평면에 인쇄하듯 찍어내 차곡차곡 쌓는 것입니다. 그렇게 탄생한 것이 집적회로(IC)입니다.

전자산업의 혁명, 집적회로(IC, integrated Circuit)

반도체 집적회로(IC)를 가득 채우고 있는 트랜지스터, 저항, 다이오드, 캐패시터 등의 부품들은 서로 연결돼 전기 신호를 연산하고 저장합니다.

조금 더 자세히 각 부품의 역할을 살펴볼까요? 트랜지스터는 전원을 켜고 끄는 스위치 역할을, 캐패시터는 전하를 충전해 보관하는 창고 역할을, 저항은 전류의 흐름을 조절하며 다이오드는 신호를 고르게 전하는 역할을 합니다.

반도체 집적회로의 제조 방법은 회로 소자들을 모두 미세하고 복잡한 패턴(Pattern)으로 만들어 여러 층의 재료 속에 그려 넣는 방식입니다. 미세한 회로를 손으로 그려넣는 것은 불가능하기에 사진을 찍는 방식을 활용하게 되는데요. 이 내용은 4탄 포토공정에서 소개됩니다.

이렇듯 집적회로(IC)가 개발되면서 반도체 산업은 더욱 발전하게 되는데요. 각 전자 부품들을 직접 연결하는 방식에서 집적회로로 변화됨으로써 제품의 크기가 작아져 적은 소비전력으로 빠른 정보 처리가 가능하게 되었습니다. 또한 사진을 찍는 방식으로 제작되기에 대량 생산이 가능하고 신뢰도도 높아졌습니다.

특히 1960년에는 벨 연구소의 연구원이었던 한국인 공학자 고 강대원 박사와 마틴 아탈라가 ‘금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOS-FET, Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)’를 개발하면서 집적회로가 빛을 발하게 됩니다.

제조가 까다롭고 전력 소모가 컸던 양방향 접합형 트랜지스터 (Bipolar Junction Transistor)의 문제점을 MOS-FET 개발을 통해 해결할 수 있게 된 것입니다.

트랜지스터에서 집적회로(IC), MOS-FET까지, 이쯤 되면 반도체 60년의 역사와 함께 앞으로 변화하게 될 미래의 모습 또한 기대 되지 않으신가요? 4탄에서는 이렇게 세밀한 설계 회로가 웨이퍼 위에 어떻게 그려지는지 소개해드리겠습니다.

The post [반도체 8대 공정] 3탄, 전자산업의 혁명! 집적회로 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

인류 역사의 발전은 혁신에 의해 실현되어 왔습니다. 이제는 조명 없는 깜깜한 밤, 컴퓨터나 스마트폰이 없는 세상이 답답하게 느껴질 만큼, 우리 삶 속에 IT 기술이 주는 편리함은 익숙하게 자리잡았는데요. 우리의 삶을 변화시킨 전기와 전자 기술은 어떻게 탄생했을까요? 그리고 가전 기기와 각종 전자제품에 사용되는 반도체는 어떻게 발전되어 왔을까요?

이 모든 것을 한 눈에 볼 수 있는 ‘삼성이노베이션뮤지엄(S/I/M)’이 지난 4월 21일 문을 열었습니다.

■ 전자산업의 과거와 현재, 미래의 모습을 한 눈에!

삼성이노베이션뮤지엄은 고대 전기연구의 시작부터 전구, 통신, 라디오, 가전 기기의 등장과 진화를 비롯한 전자산업의 역사를 전시한 공간입니다. 이와 함께 글로벌 전자산업의 기술 트렌드를 주도해온 삼성전자의 혁신 스토리를 확인할 수 있는데요.

삼성이노베이션뮤지엄은 5개 층의 10,950㎡(3,312평) 규모 안에 ‘발명가의 시대’, ‘기업혁신의 시대’, ‘창조의 시대’라는 3가지 주제의 전시관과 삼성전자 역사관으로 이루어져 있습니다. 입구에 들어서게 되면 각 층별로 전자산업의 과거와 현재, 그리고 미래의 모습을 담은 3가지 시대로 시간여행을 떠나게 됩니다. 에디슨과 벨 등이 살아 숨쉬는 발명가의 시대로, 먼저 떠나 볼까요?

■ 발명가의 시대, 현대 과학문명이 시작되다

전기의 발견으로 우리는 밤에도 밝은 빛을 볼 수 있게 되었고, 멀리 떨어져 있는 사람들과도 안부를 주고 받을 수 있게 되었습니다. 삼성이노베이션뮤지엄의 첫 번째 전시관에는 기원 전 600년 경 인류가 전기를 최초로 발견한 이후 이를 생산, 유통하게 된 과정과 조명, 통신, 가전, 라디오 등의 탄생이 우리의 삶을 어떻게 변화시켜 주었는지를 살펴볼 수 있는데요.

이 곳에는 원뿔형으로 설치된 5개의 전시공간에서 전자산업의 발명 이야기가 타임머신처럼 펼쳐집니다. 각각의 전시공간에는 전기의 발견과 조명, 통신의 발전, 가전제품과 라디오의 보급으로 바뀌게 된 인류의 역사 이야기가 영상으로 상영됩니다.

전기를 병 안에 담아 둘 수 있을까요? ‘라이덴병’이라고 불리는 이 병은 전기를 저장하는 최초의 장치로 알려져 있습니다. 네덜란드 레이던대학교의 피터르 판 뮈스헨브루크는 물이 가득 차 있는 상태의 대전된 유리병에 우연히 철사를 넣었다가 유리병에 담긴 물에 전기를 저장할 수 있다는 사실을 발견했다고 하는데요. 초기에는 전기를 병 안에 담아 모아 두었다고 생각하니, 조금 낯설기도 합니다.

벽면을 따라가면 역사적인 발명품들에 대한 자세한 설명과 사료들이 전시되어 있는데요. 초기의 볼타전지와 모터, 에디슨의 백열등, 벨의 전화기 등 18~20세기 전자산업의 뿌리를 만나 볼 수 있습니다.

■ 기업 혁신의 시대, 반도체가 바꾸는 세상

수많은 발명가들의 노력으로 전자산업이 처음 뿌리내렸다면 대량 소비, 대량 생산 시대를 맞이하며 이러한 기술은 본격적으로 꽃을 피우게 됩니다. 매스미디어 광고와 문화로 제품에 대한 수요가 폭발적으로 늘어났으며, 그 수요에 맞춰 기계와 공장 판매 시스템이 중요해졌기 때문이죠. 발명가의 시대를 지나 바야흐로 기업의 시대가 도래한 것입니다.

발명가의 시대에서 이어지는 두 번째 전시관은 반도체, 디스플레이, 모바일의 역사와 발전을 직접 체험할 수 있는 공간입니다. 오늘날 전자 문명이 꽃피울 수 있었던 것은 반도체 산업의 비약적인 발전 덕분이라고 할 수 있는데요. 반도체 기술 발전으로 전자 제품의 크기와 무게는 줄어들었고, 연산 능력의 향상은 전제 제품의 혁신적인 진화를 가능하게 했습니다.

반도체의 역사는 트랜지스터의 개발과 트랜지스터를 한정된 공간 안에 얼마나 넣을 수 있는가에 대한 집적회로의 발달로 요약할 수 있습니다. 트랜지스터가 개발되기 이전까지는 크고 무거운 진공관을 이용한 제품을 사용했는데요. 트랜지스터의 발명으로 진공관보다 속도는 빠르면서, 전기를 적게 소모할 뿐 아니라 크기도 혁신적으로 작아진 제품을 생산할 수 있었습니다.

트랜지스터에 이어 발명된 집적회로의 탄생은 다시 한 번 장비의 성능을 크게 향상시켰습니다. 트랜지스터를 연결하는 전선들이 사라지면서 전자 장비의 크기가 소형화 됐는데요. 1962년에는 집적회로를 이용해 아폴로 우주선에 탑재할 수 있는 컴퓨터가 개발되기도 했습니다. 마음껏 우주를 탐험하는 인류의 꿈을 실현하는 일도 집적회로의 발달로 더욱 가속화 되고 있는 셈이죠.

반도체 산업이 본격화 되면서 많은 기업들이 세계 시장에서 경쟁하게 되었습니다. 삼성전자는 세계에서 3번째이자 한국 최초로 64K D램 개발과 생산에 성공했으며, 이후 다양한 영역에서 글로벌 시장을 선도하고 있습니다.

반도체 발전과 함께 디스플레이의 발전은 더 많은 사람들이 정보를 접할 수 있게 만들었고, 모바일 기술은 생활 속에서 정보를 더 편리하게 활용할 수 있게 도와줬습니다. 2전시관에서는 반도체 기술이 적용된 디스플레이와 모바일의 기술의 변천사를 시대의 흐름에 따라 자세히 살펴볼 수 있습니다.

■ 창조의 시대, 풍요로운 미래를 꿈꾸다

빠르게 발전하는 전자산업 기술들이 다가올 미래의 삶의 모습을 어떻게 변화시킬까요? 기업의 시대에서 이어지는 ‘창조의 시대’에서는 첨단 전자 기술이 적용된 오늘날의 최신 제품들과 삼성전자가 꿈꾸는 내일의 모습을 체험할 수 있습니다.

교실 한쪽 벽면에 자리하던 칠판을 커다란 디스플레이와 스마트기기가 대신하고, 외출 중에도 모바일 기기로 집안 가전 제품의 상태를 제어할 수 있는 스마트홈이 이미 현실로 다가오고 있습니다. 전자 기술과 각종 기기의 발달이 곧 다가올 미래의 삶을 빠르게 변화시키고 있습니다.

더 나은 삶을 추구하는 것은 우리 모두의 바람입니다. 모두의 상상이 이루어지고, 모두가 행복해지는 세상이 우리 앞에 다가오는 그 날까지! 그 가능성을 깨우는 삼성전자의 혁신은 언제나 현재 진행형일 것입니다. 삼성이노베이션뮤지엄에서 그 혁신의 역사를 따라 과거와 현재, 미래로 함께 시간 행을 떠나 보면 어떨까요?

The post 삼성이노베이션뮤지엄에서 만나는 전자 산업의 과거와 현재, 그리고 미래 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

■ 삼성이노베이션뮤지엄, ‘전자산업 혁신의 역사와 미래’ 일반 공개

이날 개관에는 권오현 대표이사 부회장, 윤부근 대표이사 사장, 신종균 대표이사 사장을 비롯한 임직원들이 참석했습니다.

삼성전자는 고대 전기연구의 시작부터 전구, 통신, 라디오, 가전 기기의 등장과 진화를 비롯한 전자산업의 역사가 첨단기술과 함께 S/I/M에서 살아 숨쉬게 했는데요.

동시에 세계 최대 전자기업으로서 기술 흐름을 주도해온 삼성전자의 혁신 스토리를 외부와 자유롭게 공유할 수 있도록 한 것이 특징입니다.

일반기업이 특정 제품이 아닌 전자산업 전체의 과거와 현재, 미래를 총망라한 박물관을 세우는 건 세계에서 유례를 찾아보기 어렵습니다.

S/I/M은 5개 층의 10,950㎡(3,312평) 규모로, 수원디지털시티에 자리잡고 있던 기존 삼성전자 홍보관보다 약 4배 큰 규모로 조성했는데요. 전자산업의 비약적인 발전이 가져온 인류의 삶의 변화, 삼성전자가 추구해 온 혁신의 역사와 미래상을 시간 여행하듯 흥미롭게 구현했습니다.

■ 에디슨•벨 등 발명가 살아 숨쉬는듯 ‘첨단교육장’ 실현

삼성전자는 ‘발명가의 시대’ ‘기업혁신의 시대’ ‘창조의 시대’라는 주제의 1~3전시관과 삼성전자 역사관으로 S/I/M을 구성했습니다.

전자산업의 과거와 오늘을 담은 1•2전시관에서는 초기 에디슨 전구를 비롯해 최초의 축전지인 라이덴병, 진공관 라디오와 TV, 최초의 휴대폰 등 약 150점의 진귀한 사료들을 살펴볼 수 있습니다.

1전시관에서는 18~20세기 전구와 통신, 라디오 등의 발명을 비롯한 전자산업의 뿌리를 탐색해볼 수 있는데요. 당시의 혁신적인 발명품과 함께 토머스 에디슨, 그레이엄 벨, 마이클 패러데이같이 전자산업의 역사를 새로 쓴 유명 발명가들과 당시의 에피소드를 살펴볼 수 있습니다.

특히 이곳에는 천장에 매달린 5개의 원뿔(cone)형 전시공간이 있고, 타임머신과 같은 이 공간 속에서 전자산업의 진귀한 발명 이야기가 영상과 함께 파노라마처럼 펼쳐집니다.

또 지멘스(1847년 설립), AT&T(1885년), 필립스(1891년), GE(1892년), NEC(1899년) 등 100년 이상 된 전자기업들의 초창기 모습도 살펴볼 수 있습니다.

2전시관은 초기 전자기업들을 주축으로 한 ‘정보혁명’을 살펴볼 수 있는 곳입니다. 삼성전자는 2전시관을 반도체존, 디스플레이존, 모바일존으로 꾸며 오늘날 전자산업의 주축을 이루는 3개 산업의 발전상을 한 눈에 볼 수 있게 했습니다.

트랜지스터의 등장과 집적회로 기술의 발달, 모바일 반도체로 이어지는 반도체의 역사, 흑백•컬러•평판•스마트 등 대중문화와 함께 발전해 온 디스플레이 산업의 혁신을 각각 체감할 수 있습니다.

모바일존에서는 과거 통신기술의 발달과 함께 한 ‘타이타닉호 사건’과 제2차 세계대전, 카폰의 등장과 같은 흥미로운 역사가 펼쳐집니다.

지난 1999년 선보인 세계 최초 손목시계형 휴대폰(‘SPH-WP10’), 2010년 칠레 광산 사고 당시 광부들에게 희망을 전해줬던 빔프로젝터 휴대폰(‘GT-i7410’) 등 삼성전자의 혁신제품들도 등장합니다.

삼성전자는 자라나는 꿈나무들을 위해 반도체•디스플레이•모바일의 원리를 재밌게 배울 수 있는 전용 교육장(S/I/M랩)도 마련했는데요. 원리와 종류에 따른 반도체•디스플레이의 모습과 기능을 체험해보고, 스마트폰의 제조과정도 한 눈에 살펴볼 수 있게 했습니다.

3전시관은 삼성전자가 첨단기술로 창조해 나갈 미래를 조망해볼 수 있는 곳입니다. 먼저 전시관 입구 영상관에서 초대형 커브드 스크린과 천장의 돔 스크린, 7.1채널 입체음향이 어우러지며 미래의 스마트 라이프를 UHD급 화질로 생생하게 보여줍니다.

삼성전자는 또 ‘삼성 스마트홈’ 시연공간을 마련해 가까운 미래에 일어날 생활의 변혁을 미리 체험할 수 있게 했습니다.

뿐만 아니라 앞선 기업 간 거래(B2B) 역량을 바탕으로 학교, 병원, 소매점, 정부기관 등이 어떤 방식으로 첨단기술과 기기를 이용해 변화하고 있는지 보여주는 공간도 마련했습니다.

삼성전자는 S/I/M 1층에 별도로 ‘삼성전자 디지털 역사관’을 마련해 삼성의 출발과 전자산업에 대한 도전, 성공신화, 그리고 신경영을 비롯한 부단한 혁신의 과정을 태블릿으로 상세히 살펴볼 수 있게 했습니다.

삼성전자는 ‘회사의 심장’과 같은 수원 디지털시티 내 위치한 S/I/M을 일반에 개방하며 전자산업 혁신의 역사를 공유합니다.

S/I/M은 평일 오전 10시부터 저녁 6시까지 예약제로 운영하며, 토요일은 예약을 하지 않아도 누구나 자유롭게 관람할 수 있습니다.

평일 예약은 S/I/M 홈페이지(www.samsunginnovationmuseum.com)에서 할 수 있습니다.

삼성전자 권오현 대표이사는 “전자산업의 역사는 새로운 가치에 대한 인간의 도전과 열정을 보여주는 발자취와 같다”며

“혁신이 살아 숨쉬는 이 박물관에서 미래 스마트라이프를 창조해가는 삼성전자의 철학과 비전을 공유할 수 있을 것”이라고 밝혔습니다.

The post ‘전자산업 혁신의 寶庫(보고)’ S/I/M(삼성이노베이션뮤지엄) 개관 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.