[반도체 물성/ 공학 ] 반도체 총정리 (8) 반도체 종류

안녕하세요, 이번에는 반도체 종류에 대해서 이야기하겠습니다. 

목차

1. 반도체와 캐리어 모델링
2. 캐리어의 움직임
3. PN 접합 다이오드
4. 쌍극성접합 트랜지스터
5. 전계효과 소자
6. 반도체의 8대공정
7. 연산증폭기 

무어의 법칙

Moore's Law: 무어의 법칙
전기전자학부 학생이면 절대 모를 일이 없는 법칙입니다. #of transistors on IC doubles roughly in 2 years 
예를 들어 1990년대 IC칩의 L 길이는 1um였습니다. 그리고 2000년이 되었을 때 L=130nm가 되었습니다. 
같은 면적에 트랜지스터가 몇십배나 더 들어갈 수 있게 된거죠. 무어의 법칙은 최근들어 길이가 너무 작아져서 그 법칙이 깨졌지만 몇가지 시사점을 안깁니다. 

그중 하나는  반도체의 크기는 줄일수록 좋다.  입니다. 
우리가 어떤 MOSFET을 가정해서 보았을 때 이것의 크기를 일정 비율로 줄인다고 하게 되면 모든 값들이 영향을 받게 됩니다. 전력소모는 줄인 크기의 제곱만큼 영향을 받고 digital circuit delay 또한 줄인 크기만큼 줄게 됩니다. 즉, 더 빠르게 더 전력소모를 적게 회로를 구성할 수 있는 것입니다. 따라서 반도체의 크기를 줄이는 시도는 여전히 이어지고 있고 우리가 흔히 뉴스에서 보는 nm를 줄이는 공정이 바로 이 L 값을 이야기하는 것입니다. 

 

반도체의 시장 

반도체를 구분하는 방법은 여러가지가 있습니다. 일단 메모리와 비메모리로 나눕니다. 메모리 반도체는 잠시후에 깊게 다룰 예정이고 비메모리 반도체는 이미지센서, CPU, API 등을 이야기합니다. 정보처리를 주로 다루며 반도체 시장의 70%를 차지합니다. 메모리 반도체는 삼성전자가 주력으로 담당하는 분야로 메모리 반도체는 RAM ROM/ volatile non-volatile/ static,dynamic memory 로 여러 방법으로 나눌 수 있습니다, 

1. RAM vs ROM

RAM은 휘발성 메모리 Random access memory의 줄임말로 저장된 요소를 읽고 쓰고 할 수 있는 것을 이야기합니다. 전원이 꺼지면 정보가 사라집니다. 

ROM은 Read-Only memory로 비휘발성 메모리입니다. 읽기전용 메모리이며,  정보가 오랫동안 저장됩니다. 

2.Volatile/non-Volatile

Volatile은 전력이 없으면 데이터를 지웁니다. non-volatile은 반대겠죠. 

3.static/ dynamic

static은 전력이 공급되고 있을 때 데이터를 계속해서 저장하고 있는 것이고 

dynamic은 주기적으로 재활성화를 하지 않으면 데이터가 초기화 됩니다. 

컴퓨터 메모리 구조 

Access time 빠른 순서대로 Register (Flip Flop) - Cache (SRAM) - On-Board Memory (DRAM) - OFF board memory (Flash disk, Magnetic hard drive)  이며 

반대로 storage capacity는 반대입니다. 왼쪽이 제일 작고 오른쪽이 제일 큽니다. 

그럼 SRAM과 DRAM을 보겠습니다. 

1. SRAM 

Static, volatile memory 입니다. 

로옴

 Hold mode, write mode, read mode 세가지가 있습니다.

2.DRAM

dynamic volatile memory입니다. 커패시터로 구성되어 있어 시간이 지나면 데이터가 바뀌게 됩니다. 따라서 주기적으로 refresh 해야합니다. 삼성전자에서 제일 잘 하는 반도체이기도 합니다. 

로옴

간단하게 반도체들의 종류를 보았습니다. 산업보다는 종류를 보았는데 다음에는 반도체 시장을 조사해보겠습니다.