AI시대, 다시 시작하는 반도체 공부 (미세화 한계에서 인공지능 등장까지, 위기를 넘어 진화하는 반도체 기술들)

AI시대, 다시 시작하는 반도체 공부 (미세화 한계에서 인공지능 등장까지, 위기를 넘어 진화하는 반도체 기술들)

$23.00
Description
베스트셀러 『반도체 제국의 미래』 정인성 작가의 반도체 미래 지도!
모바일 혁명과 인공지능 시대, 기회는 반도체에 있다.
모바일 등장에 이어 인공지능 혁명까지, IT 혁신은 우리를 늘 놀라게 하고 있다. 스마트폰은 첫 등장 이후 지금까지도 매해 기능이 늘어나고 있으며, 인공지능은 어느새 사람처럼 말하거나 그림을 그릴 수도 있게 되었다. 이들의 발전 뒤에는 매해 더 높은 용량과 빠른 성능을 제공해 온 반도체가 있었다. 스마트폰은 AP와 이를 가능하게 한 반도체 패키징 기술과 함께였고, 챗GPT와 같은 인공지능은 GPU와 HBM이라는 두 종류의 반도체와 함께했다.

그런데 문제는 반도체의 경쟁력을 지탱해 온 무어의 법칙과 데너드 스케일링은 더 이상 잘 작동하지 않는다는 점이다. 그렇다면 반도체는 이 위기를 어떻게 극복할 수 있을까?
이제 반도체는 기존과는 차원이 다른 혁신이 필요하다. 반도체 소자를 더욱 미세하게 만드는 제조 공정의 혁신을 계속해 나감과 동시에 제조된 칩 여러 개를 차원 적층하는 첨단 패키징, CXL과 PIM 같은 새로운 표준, 더 나아가 소프트웨어 개발과 플랫폼 기업과의 협업까지, 기존에 하지 않던 새로운 시도가 요구되고 있다.

이 책은 컴퓨터 탄생부터 모바일, 인공지능까지 IT 기술이 발전하는 과정에서 발생해 온 반도체 미세화의 어려움이 무엇이었고, 이를 어떤 수준에서 극복하려고 했는지 3가지 관점에서 살펴본다.
1. 아래에서 위로
새로운 장비의 도입, 제조 공정의 개선, 소자의 3차원 적층, 후면 금속 배선층 등을 통해 미세화의 어려움을 어떤 식으로 극복해 왔는지 살펴본다.
2. 안에서 바깥으로
AP와 HBM 등 새로운 반도체 패키징 기술로 만들어진 제품이 반도체 미세화의 어려움을 이겨냄으로써 모바일과 인공지능이라는 IT 업계의 거대 혁신의 동반자가 된 방법을 알아본다.
3. 공장 밖으로
제조와 패키징 기술로도 해결하기 어려운 문제를 CXL, PIM 등 반도체 고객과의 협업이 필요한 기술로 이겨내려는 새로운 수준의 노력을 알아본다.

미세화는 이제 반도체 기업만으로 풀 수 없을 정도로 난제가 되었다. 따라서 이 책은 반도체 제조 기업과 소프트웨어·플랫폼 기업 간의 새로운 협력이 필수적임을 예견한다.
독자들은 이 책을 통해서 현재 범람하고 있는 수많은 반도체 기술과 용어의 등장 배경과 각 용어가 가진 진짜 의미를 이해하게 될 것이다. 나아가 IT 혁신과 반도체 신기술을 함께 바라보는 안목을 갖게 될 것이다.

모바일과 인공지능 혁명이 더욱 가속화되고 있는 시점에, 반도체 산업의 본질을 이해하고 기회를 찾고 싶은 독자들에게 이 책을 추천한다.
저자

정인성

저자:정인성
SK하이닉스재직.반도체산업은이미2019년에미국과중국두국가의패권다툼에중요한역할을할수있을정도로중요했고,2023년챗GPT가등장하며그중요성은더욱커졌다.반도체산업의중요성이알려지게되니,반도체를공부해보려는사람역시늘어났다.그런데최근수많은반도체용어가등장하며사람들을혼란스럽게하고있다.GPU,HBM,하이브리드본딩등기존에들어보지못한다양한신기술용어가언론에등장하기시작했고,이로인해사람들이반도체기술이해에어려움을겪고있다.그렇기에책을쓴다.저자는책을통해각반도체용어들이등장한배경과,이들이해결하고자하는문제점을알아봄으로써최근범람하는반도체기술용어사이의관계를이해하고,나아가미래에등장할새로운용어를이해할틀을제공하고자한다.저서로『반도체제국의미래』와공저서『AI혁명의미래』가있다.

목차

프롤로그아래에서위로향하는반도체여정

1장무어의시대
01.소프트웨어와컴퓨터
소프트웨어,인간의꿈
컴퓨터,꿈을이루는도구

02.인류의축복,트랜지스터와컴퓨터
컴퓨터부품의벽돌:트랜지스터
반도체제조의두축복:무어와데너드
최초의승자들:CPU,D램,낸드플래시

03.반도체만들기
반도체설계
반도체제조(전공정)
반도체패키징(후공정)
다양한반도체사업모델

2장미세화의진척과반도체제조의고민
01.노광잔혹사:패턴그리기의어려움
간략한노광의역사
EUV의등장과제조회사의어려움
새광원이없는미래:하이-NA

02.데너드여안녕:작게그려도잘동작하지않는반도체
트랜지스터동작자세히보기
양자효과와누설전류

3장아래층에서위층까지:전공정의문제극복하기
01.전공정의미세화방식
소자층기술사용처요약
일회용밀도부스터,밀도와성능

02.소자층의문제:작은트랜지스터만들기
게이트를강화하는고품질물질:High-kMetalGate
채널유효폭넓히기:핀펫,게이트올어라운드(나노시트)
D램채널의유효거리넓히기:RecessedChannel
D램미세화의한계와소자적층:수직채널(VerticalChannel)
단위저장소의3차원화:3D낸드와3DD램

03.금속배선의문제:소자와소자연결하기
미세화가금속배선에일으키는문제
새로운배선소재:알루미늄,구리,그다음
미시세계의땜납:컨택
얇은절연막으로전류막기:로우-k
웨이퍼의뒷면까지:후면전력공급(BSPDN)

04.개선되지않는소자로반도체만들기:설계와미세화
미세화와데이터결함:오류정정부호
미세화로발생하는물리적보안취약점:로우해머
설계회사가함께하는제조:DTCO
고밀도제조와고성능제조의완충재:캐시메모리
차를빠르게할수없다면차선을넓게:GDDR과HBM

4장전공정바깥세상의전쟁:패키징
01.새로운패키징의등장
패키징용어와의미
패키징을바라보는관점:공간활용과배선효율성
패키징황금기의1등공신:모바일

02.패키징요소기술의발전
배선거리좁히기:와이어본딩에서플립칩까지
배선밀도높이기:더나은패키지기판을향하여
부품결합하기:리드프레임(핀),볼,범프
전공정과패키징사이:재배선층
여러칩함께사용하기:다이스태킹과PoP
생산성향상과패키지크기:웨이퍼레벨패키징,팬인,팬아웃

03.다양한패키징예시
간단한아이디어를통한큰개선:플립칩과CPU
상호작용이큰두칩결합:멀티칩패키징
가격효율이높은다중칩패키징:와이어본딩과다이스태킹
두께와의싸움:모바일AP와패키지온패키지
모바일메모리의새로운패키징:수직팬아웃(VFO:VerticalFanOut)과수직구리기둥스택(VCS:VerticalCu-PostStack)

5장바깥세상으로나오는전공정:3차원,2.5차원패키징
01.전공정기술과함께
첨단패키징용어와의미
공정미세화의한계와패키징

02.3차원,2.5차원패키징의주요요소기술
전공정기술로구현하는와이어본딩:TSV
볼과범프의최종진화:하이브리드본딩
기판을대체하는웨이퍼:실리콘인터포저
기판과실리콘인터포저의장점만:실리콘브리지

03.다양한3차원패키징제품예시
제조효율높이기:낸드플래시와칩3차원적층
패키징을통한신규제품:AMD의3DV-Cache
공간절약과고밀도연결을위한연결:HBM
액티브인터포저+패키징종합세트:레이크필드

04.다양한2.5차원패키징제품예시
2.5차원패키징으로만든가속기:NVIDIAA100
CPU를결합한인공지능가속기:AMDMI300A
가성비패키징의한계:인텔사파이어라피즈

6장패키지밖으로:전용반도체,새로운개념
01.GPU,NPU,TPU:역할과구현
02.CXL:새로운표준을통한개선
03.PIM:컴퓨터의정의를바꾸려는메모리

7장시점을바꿔:사용자가보는반도체
01.모바일이일으킨저전력,고밀도유행
02.인공신경망으로인한고성능반도체격변

결론
01.미세화의어려움:1회용부스터,3차원화
02.공장을벗어나는반도체산업

출판사 서평

모바일혁명과인공지능시대,미세화한계에서인공지능등장까지위기를넘어진화하는반도체기술들

매일매일우리를놀라게하는모바일과인공지능의발전뒤에는매해더높은용량과빠른성능을제공해온반도체가있었다.그리고반도체가이렇게IT발전을뒷받침할수있었던것은,‘반도체칩에집적되는트랜지스터수가약2년마다두배로늘어난다’는무어의법칙과‘트랜지스터의크기가줄어들면,전력소모도비례해서줄어든다’는데너드스케일링덕분이었다.이두개의원리는‘더작고,더빠르고,전력소모는더작은’반도체의경쟁력을지탱하는축이었다.

하지만모바일과인공지능발전이가속화되면서반도체의크기는더작아져야하고,속도는더빨라져야하며,전력소모는더적어야했다.문제는그동안반도체의경쟁력을지탱해온무어의법칙과데너드스케일링이더이상잘작동하지않는다는점이다.반도체는이위기를어떻게극복할수있을까?

이제반도체는기존과는차원이다른혁신이필요하다.반도체소자를더욱미세하게만드는제조공정의혁신을계속해나감과동시에제조된칩여러개를차원적층하는첨단패키징,CXL과PIM같은새로운표준,더나아가소프트웨어개발과플랫폼기업과의협업까지,기존에하지않던새로운시도가요구되고있다.

독자들은이책을통해서컴퓨터탄생부터모바일,인공지능까지IT기술이발전하는과정에서발생해온반도체미세화의어려움이무엇이었고,이를어떤수준에서극복하려고했는지를이해하게될것이다.그리고GPU,HBM,NPU,CXL,GAA,PIM등매해범람하고있는수많은반도체기술과용어의등장배경과각용어가가진진짜의미를이해하고,이들의등장배경을제대로이해하게될것이다.더불어IT혁신과반도체신기술을함께바라보는안목도갖게될것이다.

모바일과인공지능혁명이더욱가속화되고있는시점에,반도체산업의본질을이해하고기회를찾고싶은독자들에게이책을추천한다.