구석기 시대
규석기 시대
21세기는 규석기 시대이다.
규소란 반도체의 원료가 되는 물질이다.
순수 규소는 부도체에 해당한다.
전기를 잘 흘리는 물질 : 도체
전기가 잘 흐르지 않는 물질 : 부도체
위 성질에서 중간 성질 : 반도체
부도체인 규소에 약간의 불순물을 섞이면
상황에 따라 전기가 흘렀다가, 안 흐르게 만들 수 있다.
전기가 흐르는 도체와
전기가 흐르지 않는 부도체의
중간적인 성격 '반도체'
전기의 흐름에 따라 디지털 언어
'1' 과 '0'을 표시할 수 있다.
전류의 흐름을 이용하여
각종 값을 컴퓨터의 문법으로 변환시킨다는 것이다.
'1'과 '0'을 표시하는 가장 작은 단위의
반도체 소자는 '트랜지스터'
트랜지스터가 수 없이 많이 모이면
반도체 칩이 된다.
반도체는 정보를 저장하고 연산을 수행하는 일종의 두뇌역할을 한다.
스마트폰, 컴퓨터에 들어있는 여러 반도체 칩 중
하나의 칩에만 트랜지스터가 수 억개가 들어간다.
흔히 말하는 반도체
반도체 소자로 2가지로 나뉜다.
1) 직접 회로 (IC)
2) 개별반도체
직접회로 (IC)
직접회로는 다음과 같이 나뉜다.
1) 시스템 반도체 = 비메모리
2) 메모리 반도체 (RAM / ROM)
개별반도체
다이오드
트랜지스터
캐패시터(콘덴서)
ETC
메모리 반도체
휴대폰 전화번호 저장
이쁜 풍경 사진 저장
전 세계 반도체 시장 100% 중 메모리 반도체는 30% 차지
메모리 반도체 1,2위는 국내 기업 (삼성전자 / SK하이닉스)
메모리 반도체는 두 가지로 나뉜다.
1) 휘발성메모리
전원이 꺼지면 저장되지 않은 채 사라짐
대신 적은 양의 정보를 빠르게 처리 가능
컴퓨터에서는 D램이 여기에 속한다.
2) 비휘발성 메모리
전원 공급이 없어도 정보를 저장
즉, 전원이 꺼져도 저장한 파일들이 그대로 남아있을 수 있는 것
SSD, HDD
비메모리 반도체 (시스템 반도체)
전화 걸기 명령
사진 꾸미기 등의 명령
전 세계 반도체 시장 100% 중 비메모리 반도체는 70% 차지
삼성전자 : 2030년 비메모리 반도체 1위를 목표
시스템 반도체의 대표는 CPU
*CPU : 컴퓨터 시스템 통제 및 프로그램 실행, 처리하는 핵심적인 칩
GPU, NPU, AP가 있다.
맛있는 요리를 만들기 위해선
능력 있는 요리사 : CPU (비메모리 반도체 = 시스템 반도체)
보관할 수 있는 냉장고 : SSD (메모리 반도체 - 비휘발성)
빠른 손질을 위한 도마 : D램 (메모리 반도체 - 휘발성)
반도체 시장
메모리 : 저장
비메모리 : 명령
비메모리 반도체, 즉 시스템 반도체가 훨씬 규모가 크다.
컴퓨터, 스마트폰, 각종 웨어러블 기기, 냉장고, 드론 등
시스템 반도체는 필수적이다.
특히, 자동차는
시스템 반도체 200개 ~ 300개씩 필요
자율주행차 상용 시,
자동차 한 대당 2,000개의 시스템 반도체 필요
반도체 공급난으로부터
2021년 1분기 글로벌 자동차 130만대 생산 차질
테슬라, GM, 포드, 폭스바겐, 아우디의 고통
반도체가 없어서 자동차 생산 감산
우리나라는 반도체 강국인데
왜 비상인가?
자동차에 쓰이는 시스템 반도체는 비메모리 반도체이다.
우리나라는 메모리 반도체 강국이다.
우리나라는 왜 메모리 반도체 강국인가?
1947년 트랜지스터 발명
1961년 트랜지스터 첫 양산
1983년 삼성전자 반도체 진출 공식 선언
당시 반도체에선 강자가 있었다.
미국과 일본
시스템 반도체 CPU는 미국 공룡기업 인텔이 잡고 있는 상황
*시스템반도체 : 고난도 설계 기술 핵심
삼성전자 : "시스템 반도체보다는 메모리반도체 승산있을 것"
1983년 본격 반도체 진출 선언 후
9개월 만에 64K D램 개발 성공
이후
미국 - 일본의 반도체 분쟁
반도체를 둘러싼 미- 일 반도체 분쟁
반도체 협정에 서명하는 일본
D램 분야 강자 일본이 무너지고
기술력으로 다진 삼성전자의 기회
이후 1993년 메모리 반도체시장 점유율 1위의 삼성전자로 등극
반도체 산업 생태계
1) 종합반도체기업 (IDM)
설계부터 생산까지 혼자서
2) 팹리스
설계만 !
3) 디자인하우스
설계 최적화 및 검수
4) 파운드리
설계대로 제작만
빵을 통한 비유
1) 종합반도체기업 (IDM)
레시피도 혼자서 만들고 빵도 혼자서 만드는 것
2) 팹리스
맛있는 빵의 레시피를 개발하고 만드는 곳
3) 디자인하우스
밀가루 반죽도 해주고, 버터도 첨가해주며
잘 만들어졌나 맛도 봐주는 곳
4) 파운드리
레시피대로 빵을 만들어주는 곳
(오븐과 빵틀이 있다.)
메모리 반도체 = 저장
소수의 기업이 시장을 잡고 있는 상황
마이크론, SK하이닉스, 삼성은 설계부터 생산까지
혼자서도 잘 하는
종합반도체기업 (IDM)
비메모리 반도체 = 명령
팹리스
맛있는 빵의 레시피를 만드는 것 : 설계
AMD (에이엠디)
NVIDIA (엔비디아)
APPLE (애플)
BROADCOM (브로드컴)
Qualcomm (퀄컴)
MEDIATEK (미디어텍)
파운드리
레시피대로 빵을 만드는 것 : 제작
SMIC
TSMC
UMC
Global Foundries
디자인 하우스
밀가루 반죽도 해주고, 버터도 첨가
잘 만들어졌나 맛도 봐주는 곳 : 검수
GUC (글로벌유니칩)
ALPHA (알파홀딩스)
시스템 반도체도 IDM 기업이 있다.
CPU의 강자 '인텔'
혼자서 하려니 힘이 너무 든다.
반도체칩은 더 작은 소자를
더 촘촘히 넣을수록
성능이 높아진다.
2014년 이후 인텔 : 14나노 단위 공정
2019년 인텔 : 10나노 공정 도입 후 7나노 공정 도입 시기 지연
TSMC와 삼성전자 7나노 ▶ 3나노 향해
2021년 3월 24일 인텔
파운드리 시장에 뛰어들겠다고 선언
삼성과 TSMC에서는
기술력이 밀린다.
중요한 것은 美 정부의 든든한 지원이다.
삼성과 TSMC에 밀리지만
정부의 든든한 지원이 있다면 상황은 달라질 수 있다.
인텔이 팹리스(설계)를 하지 않고
파운드리(생산)를 하는 이유?
1980년 비메모리 반도체 (시스템 반도체)
팹리스나 파운드리 구분이 없었다.
인텔, 텍사스 인스트루먼트, NEC
1세대 반도체 기업은 설계, 생산을 모두 직접함
이 때 등장한 TSMC
TSMC 창업자 모리스 창
텍사스 인스트루먼트 20년 이상 근무
반도체 시장이 커질 것으로 직감
한 기업이 반도체 설계와 생산을 모두 전담하는 것은 힘들다.
반도체 생산만 전담하는 기업이 있다면 (파운드리)
설계에만 집중을 할 수 있고 (팹리스)
많은 기업들이 반도체 설계를 할 것
설계대로 만드는 파운드리는 엄청난 수익이 증가할 것이다.
대만으로 넘어가 세계 첫 파운드리 기업 'TSMC' 설립
당시, 미국 기업이 설계 기술력을 독점
값싼 공장 부지와 값싼 노동력을 바탕으로
대만에서 TSMC로 활약
TSMC는 전 세계 반도체 50%이상 책임지는 기업
빅테크 기업 : 퀄컴, 엔비디아, 인텔
TSMC의 고객
아마존, 페이스북과 같은 IT 기업도 반도체 설계에 뛰어들면서
파운드리는 중요한 개념
7나노 공정 : TSMC, 삼성전자 뿐
반도체 빅사이클
메모리반도체 시장에서 쓰이는 용어
그래프가 크게 3번에 걸쳐 오르락 내리락
호황과 불황, 주기가 반도체 빅사이클
2017년도에 찾아온 역대급 메모리 반도체 호황 시기
반도체 슈퍼사이클
사전주문에 따라 맞춤 제작에 들어가는 시스템 반도체와는 다르게
메모리반도체는 일단 만들고 파는 개념
수요예측이 어렵다.
2009년 ~ 2012년 : 가정용 PC보급
2012년~ 2013년 : 세계 스마트폰
2017년 ~ 2018년 : 클라우드 업체 데이터 서버 구축
다음 호황기는 ?
자율주행차, 사물인터넷, 인공지능 , 5G
4차산업혁명 본격화, 그리고 반도체의 슈퍼사이클을 기대하며..
삼성전자, 메모리 반도체의 최강자
CE : Consumer Electronics ▶ 가전제품
IM : Information technology & Mobile communications ▶ 스마트폰 및 태블릿 PC : 모바일 제품
DS : Device Solutions ▶ 반도체
2017년 ~ 2018년
서버 메모리 수요로부터 급격한 DS 이익 성장
메모리 반도체
휴대폰 전화번호 저장
이쁜 풍경 사진 저장
전 세계 반도체 시장 100% 중 메모리 반도체는 30% 차지
메모리 반도체 1,2위는 국내 기업 (삼성전자 / SK하이닉스)
메모리 반도체는 두 가지로 나뉜다.
1) 휘발성메모리
전원이 꺼지면 저장되지 않은 채 사라짐
대신 적은 양의 정보를 빠르게 처리 가능
컴퓨터에서는 D램이 여기에 속한다.
2) 비휘발성 메모리
전원 공급이 없어도 정보를 저장
즉, 전원이 꺼져도 저장한 파일들이 그대로 남아있을 수 있는 것
SSD, HDD
반도체 산업의 특성
파운드리 : 설계대로 제작
2022년
메모리 반도체 수요 부진 및 가격 하락 전망
JP 모건스탠리는 이번이 처음이 아니다.
2017년 11월, 모건스탠리
'고마웠던 메모리, 잠시 멈춰야 할 시간 (Thanks For the Memory, Time For a Pause)'
삼성전자 주가 다음 날 -5% 급락, 코스피 2500 밑으로 하락
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