[산업공부] 반도체섹터_반도체란? (1)

반도체란?

반도체란 도체와 부도체의 중간물질을 의미한다. 먼저 ‘도체(導體, Conductor)’란 말그대로 전기나 열이 잘 통하는(導) 물질(體)을 의미하며 전도체(傳導體)라고도한다. 반면, 전기나 열을 잘 전달하지 못하는 물질을 부도체 혹은 절연체(insulator)라고 한다. 따라서 반도체(半導體, Semiconductor)란 어떤 특별한 조건하에서만 전기가 통하는 물질로, 필요에 따라 전류를 조절하는데 사용된다.

 

주로 반도체로 사용되는 물질은 규소로서 영어로는 실리콘(silicon)이며, 전기전자 분야에서는 규소보다는 실리콘이라고 주로 불린다. 미국의 첨단IT기업이 포진되어있는 실리콘밸리(silicon valley)는 여기서 유래되었다고 한다. 그만큼 반도체는 현대산업에서 가장 기초적이지만 매우 중요한 소재이며 산업의 쌀이라고도 한다. 최근 코로나19와 급격한 전기전자 산업의 발달로 반도체 부족현상 발생, 반도체 공급 중단 등이 정치적 카드로 사용되는 것을 보면 그 중요성을 체감하게 된다.

규소(실리콘)

반도체의 원료인 규소는 그 중요성에 비해 지구상에 존재하는 물질중 산소 다음으로 많은 흔한 물질로 지각 내 약 28%를 구성하는 것으로 알려져 있다. 이외에도 게르마늄(Ge)나 갈륨비소(GaAs)가 사용되기도 한다. 반도체 물질은 순수한 상태에서는 부도체에 가까우나 불순물을 첨가하거나 빛이나 열에너지를 가하여 일시적으로 전기전도성을 높이는 방법으로 활용된다.

 

그럼 반도체로 무엇을 만드는가?

가장 기본적으로 우리가 한번쯤 들어봤던 트랜지스터, 다이오드를 반도체로 만든다.

 

다이오드(diode)

한쪽에 낮은 저항을 다른쪽에 높은 저항을 둬 전류가 한쪽으로만 흐를 수 있게 하는 가장 단순한 형태의 반도체 장치이다. 다양한 종류의 다이오드가 있는데 교류(AC)를 직류(DC)로 정류하는데 사용되는 정류 다이오드(rectifier diode), 전압조정이나 스위치용으로 사용되는 제너 다이오드(Zener diode), 스위치로 기능하는 스위치 다이오드, 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 포토 다이오드(photo diode), 전기에너지를 빛에너지로 변환시키는 발광 다이오드(LED, light emitting diode) 등이 있다.

제너 다이오드

트랜지스터(transistor)

트랜스(전환)와 레지스터(저항)의 합성어로 신호를 증복시키는 역할과 스위치 역할을 담당하는 구성요소로 다이오드와 함께 전자기기의 가장 기본적인 구성요소이다.

트랜지스터

반도체칩, 집적회로, IC

다수의 트랜지스터와 다이오드 등의 소자를 초소형화하여 만든 전자회로를 집적하여 하나의 칩으로 만들어 낸 것이 집적회로(IC, Integrated Circuit)라고 한다. 우리가 흔히 볼수있는 네모난 형태에 다리가 여러개 달린 부품을 떠올리면 쉽다.

반도체칩(IC)