얇지만 좋은 책이다. 차세대 반도체에 대해 요즘 논의되는 많은 개념을 소개하고 정리해준다. 다음은 '반도체 3대장'이라는 로직, 메모리, 아날로그에 대한 설명이다.
오늘날 반도체 분야의 기술 혁신은 로직logic, 메모리memory, 아날로그analog의 3가지를 중심으로 일어나고 있습니다. 모두 트랜지스터transistor나 커패시터capacitor 등의 여러 소자device를 칩 하나에 집적하는 형태이지요. 이 외에 개별discrete 반도체라는 개념도 있는데, 고유 기능이 있는 소자 하나를 칩 하나로 구현한 것을 일컫습니다.
로직 반도체는 논리 연산을 수행하는 제품군으로, 마이크로 프로세서microprocessor, 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), FPGA(field-programmable gate array) 등을 포함합니다. 시장에서 요구하는 기능이 날로 복잡해지기 때문에 이 반도체는 설계부터 제조까지 매우 까다로운 과정을 거쳐야 하지요. 설계자는 컴퓨터 아키텍처architecuture, 컴퓨터 지원 설계를 뜻하는 캐드(compurter-aided design, CAD), 소프트웨어 전반에 대한 지식이 풍부해야 하고, 생산에도 5나노미터nm(이하 나노로 표기), 3나노 같은 최신 공정이 필요합니다. 그만큼 연구 개발과 생산에 많은 기술 역량과 비용이 들어갑니다.
메모리 반도체의 대표는 D램(dynamic random-access memory, DRAM)과 낸드 플래시NAND flash입니다. 단어 뜻 그대로 저장 기능을 담당하지요. 단위 면적당 저장 용량을 높이기 위해 갈수록 첨단 제조 공정에 크게 의존하고 있지만, 같은 구조가 반복되는 형태이기 때문에 로직 칩에 비해서는 설계하기 쉽습니다. 또한 로직 칩과 달리 설계 과정에서 컴퓨터 아키텍처, CAD, 소프트웨어와 관련한 제반 지식이 많이 필요하지는 않습니다.
아날로그 반도체에는 이미지 센서, 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC) 등이 있습니다. 빛, 소리, 온도, 압력 등 아날로그 형태로 들어오는 물리적 신호를 디지털 신호로 바꿔주는 역할을 합니다. 이 제품군은 생산 과정에 최신 공정이 필요하지는 않은 반면, 설계 노하우가 굉장히 중요합니다. 설계자가 회로를 어떻게 그리는가에 따라서 칩의 성능과 특성이 크게 달라지기 때문에 예술에 가까운 감각이 필요하지요. 아주 자세한 설계도가 없다면 모방하기도 어렵습니다. 로직 칩이나 메모리 칩과 구별되는 또 다른 점은 다품종 소량 생산이라는 점입니다. 메모리 칩과 비슷하게 아날로그 칩 설계에도 컴퓨터 아키텍처, CAD, 소프트웨어 관련 지식이 많이 필요하지는 않습니다. (12~13 페이지)