[신문과 놀자!/어린이과학동아 별별과학백과]AI에서 우주산업까지… 반도체가 세상을 움직인다

스마트폰 등 전자기기 핵심 부품 AI 데이터 학습-저장 장치에 필요 지상 데이터센터 지구온난화 가속 일론 머스크, 우주데이터센터 논의 경기 화성 삼성전자 반도체 팹 모습(큰 사진). 반도체 팹은 실리콘 웨이퍼에 회로를 만드는 곳이다. D램은 전자기기의 데이터를 잠시 저장하는 메모리 반도체다. 삼성전자는 0.65mm 두께의 D램을 생산하고 있다. 삼성전자 제공 최근 뉴스에서 ‘반도체’가 자주 언급되고 있습니다. 반도체는 자동차, 냉장고, 신호등, 비데 등 생활 곳곳에 사용되는 특별한 조각입니다. 이렇게 반도체가 널리 쓰이는 이유는 반도체가 전기 신호를 이용해 정보를 처리하는 핵심 부품이기 때문입니다.● 일상 곳곳에서 쓰이는 반도체 물질은 전기가 잘 통하는 ‘도체’와 거의 통하지 않는 ‘부도체’로 나뉩니다. 은이나 구리는 도체이고 고무나 플라스틱은 부도체입니다. 반도체 물질은 둘의 중간 성질을 가집니다. 평소에는 전기가 잘 통하지 않지만 다른 원소를 섞으면 전기가 통하도록 만들 수 있습니다. 대표적인 반도체 물질은 실리콘입니다. 실리콘 원자의 가장 바깥쪽에는 전자 4개가 있습니다. 이 전자들은 이웃한 실리콘 원자와 단단히 결합해서 전류가 잘 흐르지 않습니다. 그런데 실리콘에 붕소, 인 등을 섞으면 자유롭게 움직이는 전자들이 생겨 전류가 흐릅니다. 과학자들은 이 성질을 이용해 트랜지스터라는 수 nm(나노미터) 크기의 부품을 만들었습니다. 트랜지스터는 전류를 흐르게 하거나 막는 역할을 합니다. 전류가 흐르면 ‘1’, 흐르지 않으면 ‘0’이라는 신호가 생깁니다. 스마트폰 같은 전자기기는 수십억 개의 트랜지스터를 켜고 끄면서 정보를 1과 0으로 나타냅니다. 스마트폰에서 데이터를 잠시 보관하는 장치인 디램(DRAM)에는 트랜지스터가 약 160억 개 들어 있습니다. 이런 트랜지스터와 여러 전자 부품이 모여 만들어진 칩을 흔히 반도체라고 줄여 부릅니다. 인공지능(AI)이 발전하면서 반도체는 더욱 중요해졌습니다. AI는 수많은 글과 사진, 영상을 학습하고 엄청난 양의 데이터를 빠르게 계산합니다. AI가 데이터를 학습하고 저장하는 장치를 만들려면 반도체가 꼭 필요합니다. 김지영 K-문샷 반도체 PD는 “데이터를 저장하는 메모리 반도체 분야의 기술은 한국이 세계 1등”이라고 말했습니다.● 작은 반도체, 거대한 생태계 최근 뉴스에 자주 나오는 삼성전자와 SK하이닉스는 한국을 대표하는 반도체 기업입니다. 삼성전자는 반도체를 설계하고 직...