반도체의 미래

반도체의 미래

$18.00
Description
인간을 위한 공학,
사회적으로 깨어있는 공학자를 위하여
앞서 말한 ‘무어의 법칙’은 인텔의 공동설립자 고든 무어(Gordon Moore)가 1965년에 발표한 논문에서 비롯된 반도체 성능 향상의 법칙이다. 이 법칙에 따라 지난 50년 이상 반도체 업계의 국제적 분업구조가 효율적으로 구축돼 왔다. 그런데 이젠 ‘무어의 법칙’이 정말로 한계에 도달한 것이 아니냐는 의구심이 커지고 있는 상황에서, 인텔이 다시 반도체 파운드리 사업에 뛰어든다는 선언 자체가 대단히 상징적이다.

책은 과학이 산업계를 넘어 국제정치에까지 어떻게 영향력을 미치게 됐는지 조망해볼 수 있는 계기를 제공한다. 반도체 기술발전이 봉착한 한계를 뚫을 수 있는 돌파구로서, 저자들이 강조하는 것은 ‘분업’을 넘어선 ‘협업’이다. 공과대학의 전통적 커리큘럼이 가진 한계도 논한다. 미래를 위해 더없이 상상력이 필요한 시기에, 분과별로 세분화된 기술을 넘어 학제적ㆍ협업적 집단지성이 필요하다는 점이 강조된다.

사물 인터넷, AI 시대가 다가오는 지금, 반도체를 설계한다는 것은 ‘미래’를 설계하는 것에 가깝다. 그 미래는, 공학자들이나 산업계의 것만이 아닌 모든 인간을 위한 것이니만큼 ‘사회적으로 깨어있는 공학자들’을 위한 호소도 이 책에서 읽을 수 있다.
저자

수재킹류

타이완계미국인으로스탠포드대에서전자공학을전공하고여성첫UC버클리공과대학장을맡고있는반도체소자기술분야의최고권위자.반도체업계표준인핀펫(FinFET)개발공로로2000년미국방위고등연구계획국(DARPA)중요기술성취대상(2000)을수상했다.반도체첨단기술연구업적뿐아니라공학분야의교육ㆍ행정가로도명성이높다.

목차

축사(최종현학술원이사장ㆍSK회장최태원)
발간사(최종현학술원장박인국)

1.‘무어의법칙’한계를넘는새로운컴퓨팅패러다임(수재킹류)
‘무어의법칙’반도체업계의경제법칙
1천억개의컴퓨팅기기를감당할‘에너지효율’
반도체시스템설계의분업구조
트랜지스터의스위치성능과에너지효율사이의‘근본적상충’
시모스(CMOS)반도체기술이란무엇인가?
3D기술:핀펫(FinFET)과낸드플래시메모리
근본적에너지효율의한계를넘어서
스위칭소자의역발상:나노전자기계스위치
새로운반도체인코딩:진동신호
새로운패러다임:분업구조를넘어선혁신적공동설계

2.초박막강유전체활용소자:에너지효율을향하여(사이프살라후딘)
강유전체,가까이하기엔너무두꺼운…
초박막강유전체신소재를찾아서
강유전체응용분야
1)터널접합메모리
2)네거티브커패시턴스트랜지스터
3)1.8nm박막으로구현한NCFET
4)FEFET메모리
강유전체두께,이젠아무런‘근본적장애물’이없다

3.미세화한계를넘어서:3D집적기술(최창환)
반도체미세화의한계
3D집적:반도체의‘마천루’로미세화한계를넘다
모놀리식3D(M3D)집적:또다른유형의3D집적기술
M3D집적을적용한3D뉴로모픽시스템
미래의반도체는3D집적기술과함께

4.자동화기술을적용한차세대반도체설계기법(한재덕)
무어의법칙의한계와극복:협업적기술혁신
새로운한계선,설계복잡성과고비용
반도체혁신을지속하기위한‘설계자동화’
생성기기반설계의선결조건
레이아웃생성기:템플릿및그리드기반접근법
생성기기반설계의적용사례
1)고속유선송수신기
2)아날로그-디지털변환기(ADC)
3)디램(DRAM)표준셀
‘무한한가능성’을생성하는생성기기반자동설계

5.생활환경지능시대를위한차세대반도체기술(수재킹류)
생활환경지능시대를준비하며
미래사회를여는버클리첨단기술연구소
BETR센터의연구분야
1)저전압스위치
2)광소자기술
3)유연전자소자
4)내장형비휘발성메모리
5)시스템집적
6)AI를위한하드웨어가속기
트랜지스터미세화(scaling)의한계?아직넓은‘혁신의공간’

6.종합토론:인간을위한공학,사회적으로깨어있는공학자를위하여

용어해설집
참고문헌

출판사 서평

반도체가한계에도달했다면,
문명의미래가있을까?

반도체의미래를묻는다는것은단순히주식시장기술주전망을예측하는것을넘어선다.반도체의미래는당장벌어지고있는미·중패권경쟁의본질을이해하는핵심키워드이며,거시적으로는인류문명의미래를묻는근본적질문이기도하다.
지난50여년동안세상을지배해온단하나의법칙이있다면‘무어의법칙(Moore’sLaw)’을손꼽을수있다.1960년대이후숱한체제나조약이무너지거나파기됐지만,반도체집적회로의성능이24개월마다2배로증가한다는‘무어의법칙’은본질적인측면에서변하지않고꾸준하게세상을바꿔왔다.

1960년대초반,방하나를가득채웠던초대형메인프레임컴퓨터는이제누구나가가진손바닥위스마트폰의성능에도못미친다.사물인터넷(IoT)이다가온시대에반도체를탑재한컴퓨팅기기의개수는전세계인구수를능가할만큼폭발적으로늘었다.곧세상에는1천억개가넘는,20년안에1조개에달하는컴퓨팅기기가인간의개입없이자율적으로상호작용하며정보를교환하는시대가온다.그런데…
지금까지세상을바꿔온‘무어의법칙’이한계에도달했다면?컴퓨터와스마트폰의성능향상이여기서멈춘다면,어떤미래를꿈꿀수있을까.

2018년고(故)최종현SK선대회장의20주기를맞아출범한최종현학술원의과학혁신국제심포지엄은,핵심테크놀로지분야의세계적석학들이최신연구동향을소개하고미래전망을토론하는자리다.코로나시국중에도지난2년에걸쳐반도체의미래를논한강연과토론이한권의책으로묶여나왔다.

반도체의미래도
‘탄소발자국’에달렸다

일반인들도세계최초로몇나노미터공정의반도체양산기술에성공했다는소식을종종기사로접한다.그러나반도체집적기술이고도화되는것만으로새로운미래를열수있을까?앞으로는전세계인구수를훌쩍뛰어넘는1천억개,1조개의컴퓨팅기기를움직여야하기때문에반도체기술에서도에너지문제는핵심적이다.

최근연구에따르면인공지능모델하나를단지훈련만시키는단계에서도,자동차여섯대를1년동안운행하는만큼의탄소가배출된다고한다.AI라는첨단기술의혜택을누리려면,엄청난전기소모를감당할수있어야한다는말이다.그래서반도체의미래도탄소발자국(carbonfootprint)을최소화하지않으면이젠더이상한발자국도나아가기힘들어졌다.
환경문제는생태적ㆍ윤리적문제일뿐아니라과학기술발전을통해삶의질을높여나가는것과직결된문제라는점을,이책의반도체과학자들은그야말로‘과학적’으로풀이해준다.현재주류반도체기술에는성능향상과에너지효율사이에‘근본적인상충’이존재하기때문이다.

이러한근본적상충을해결하기위한반도체학계의최신연구에는어떤것들이있을까.흥미로운점은21세기반도체공학이직면한‘한계’를20세기초반의기계식스위치기술을첨단화해해결할수있다는발상등,옛것에서배우는과학자들의되레인문학적인상상력이다.또한기술의한계는결국인간이만든조직구조의한계일수있다는점등과학을넘어선다양한영역에서시사점을얻을수있다.

인간을위한공학,
사회적으로깨어있는공학자를위하여

앞서말한‘무어의법칙’은인텔의공동설립자고든무어(GordonMoore)가1965년에발표한논문에서비롯된반도체성능향상의법칙이다.이법칙에따라지난50년이상반도체업계의국제적분업구조가효율적으로구축돼왔다.그런데이젠‘무어의법칙’이정말로한계에도달한것이아니냐는의구심이커지고있는상황에서,인텔이다시반도체파운드리사업에뛰어든다는선언자체가대단히상징적이다.

책은과학이산업계를넘어국제정치에까지어떻게영향력을미치게됐는지조망해볼수있는계기를제공한다.반도체기술발전이봉착한한계를뚫을수있는돌파구로서,저자들이강조하는것은‘분업’을넘어선‘협업’이다.공과대학의전통적커리큘럼이가진한계도논한다.미래를위해더없이상상력이필요한시기에,분과별로세분화된기술을넘어학제적ㆍ협업적집단지성이필요하다는점이강조된다.

사물인터넷,AI시대가다가오는지금,반도체를설계한다는것은‘미래’를설계하는것에가깝다.그미래는,공학자들이나산업계의것만이아닌모든인간을위한것이니만큼‘사회적으로깨어있는공학자들’을위한호소도이책에서읽을수있다.