반도체는 ‘IT산업의쌀’ … 반도체 ‘세계 최강’ 이어갈 연구인력 양성 반도체공학은 반도체를 연구하는 학문이다.
반도체는 컴퓨터 휴대폰 TV 같은 각종 전자제품은 물론 자동차 항공기 등 웬만한 기계장치엔 거의 빠짐없이 쓰인다.
그래서 반도체를 '정보기술(IT) 산업의 쌀'이라고 부른다.
그렇다면 반도체는 도대체 무엇일까.
우리는 전기가 통한다, 전기가 안 통한다는 말을 자주 쓴다.
이는 정확히 말하면 전류가 흐른다, 전류가 흐르지 않는다는 뜻이다.
철사처럼 전류가 흐르는 물질을 도체, 유리처럼 전류가 흐르지 않는 물질을 부도체라고 한다.
전기공학에선 전기가 흐르는 정도를 '전기 전도도'라고 한다.
따라서 도체는 전기 전도도가 아주 크고, 부도체는 전기 전도도가 거의 제로(0)라고 할 수 있다.
반도체는 전기 전도도가 도체와 부도체의 중간 정도 되는 물질을 말한다.
사실 순수한 반도체는 부도체나 마찬가지다.
하지만 부도체와는 달리 어떤 인공적인 조작을 가하면 도체처럼 전기가 흐른다.
빛을 비춰주거나 열을 가하거나 특정 불순물을 넣어주면 전기가 흐르는 것이다.
도체는 전기가 잘 통하지만 사람이 조절하기 어려운 반면 반도체는 사람이 어떻게 조작하느냐에 따라 조절하기 쉽다는 특징이 있다.
현재 반도체의 전기 전도도를 조절하는 방법으로 가장 많이 사용되는 것은 반도체에 집어넣는 불순물의 양을 조절하는 것이다.
⊙ 반도체는 통신기술과 계산능력을 획기적으로 발전시켜 반도체는 왜 사용하게 됐을까. 통신기술과 관련이 있다.
멀리 떨어져 있는 사람끼리 통신을 하기 위해 전기신호를 사용해야 하는데,전기신호가 장거리를 이동하는 도중에 약해지는 현상이 나타났다. 따라서 중간에 전기신호를 증폭시켜줘야 했다.
이 증폭 기능을 위해 최초로 개발된 것이 진공관이다.
하지만 진공관은 부피가 크고,진공관 내부 필라멘트가 언젠가는 타서 끊어져 버리는 단점이 있었다.
이런 단점을 보완한 새로운 증폭 장치가 필요했고,그래서 등장한 것이 트랜지스터다.
반도체는 계산능력의 발전과도 관련이 있다.
제2차 세계대전을 계기로 더 빠르고 용량이 큰 계산기의 개발이 이뤄져 1947년 미국에서 세계 최초의 전자 계산기인 에니악(ENIAC)이 개발됐다.
에니악은 1만9000개나 되는 진공관을 이용했기 때문에 무게가 50t에 달했고,280㎡의 면적을 차지했다.
