소개글
"서울대 반도체"에 대한 내용입니다.
목차
1. 반도체 기술
1.1. 반도체의 중요성과 현황
1.2. 반도체 기술의 발전 방향
1.2.1. 반도체 집적도 향상
1.2.2. 새로운 메모리 기술
1.2.3. 인공지능 전용 반도체
1.3. 삼성전자의 반도체 기술 리더십
1.4. 중국 반도체 기술의 현황과 한계
2. 슈퍼컴퓨터와 메타버스
2.1. 슈퍼컴퓨터의 정의와 특징
2.2. 우리나라의 슈퍼컴퓨터 현황
2.3. 슈퍼컴퓨터와 인공지능
2.4. 메타버스의 개념과 활용 사례
2.4.1. 게더타운 플랫폼
2.4.2. 직방의 메타버스 오피스
3. 반도체 기억장치의 발달과정
3.1. 반도체 기억장치의 개요
3.2. 주요 유형: RAM, ROM, PROM
3.3. 플래시 메모리와 캐시
3.4. 보조기억장치: USB 드라이브, SSD
3.5. 우리나라 반도체 기술의 위상
4. 가상현실/증강현실 입출력 장치
4.1. VR 컨트롤러의 특징 및 용도
4.2. VR 컨트롤러의 입력 방식
5. 참고 문헌
본문내용
1. 반도체 기술
1.1. 반도체의 중요성과 현황
현재 반도체는 우리 생활 속 여러 물건들의 핵심 부품이라고 할 수 있다. 컴퓨터, 노트북, 서버, 휴대폰 같은 고성능 전자기기 뿐만 아니라, 냉장고, 에어컨 등의 생활가전에도 IOT기술을 사용한 반도체가 들어가는 것이 요즘 기술의 트렌드이다. 특히, 코로나19의 유행으로 인해서 세계적으로 비대면 커뮤니케이션이 활발한 요즈음에는 컴퓨터 디바이스의 수요가 매우 증가했고, 이에 따라서 반도체 또한 매우 큰 수요를 가지고 있다.
이러한 반도체의 중요성이 높아짐에 따라 현재 반도체 시장은 매우 큰 변화를 겪고 있다. 특히 중국의 경우 최근까지 '삼성 따라잡기'에 매우 큰 투자를 해 왔다. LCD기술(특히 스마트폰용)의 경우 기술이 상향평준화되었고, OLED기술의 경우도 중국의 발전이 돋보인다. 하지만 반도체쪽에서는 중국이 상당히 약세를 보이고 있다. 메모리반도체와 시스템반도체 분야에서 중국의 기술 발전이 더딘 것으로 나타났다. 이에 반해 삼성전자의 반도체 기술은 세계적인 주목을 받고 있으며, 이는 연일 상승하고 있는 삼성전자 주가에도 반영되어 있다.
이러한 삼성전자의 반도체 기술력은 수십년간의 노력의 결과이며, 다른 경쟁자들이 따라잡기 어려운 수준이다. 최신 반도체 기술로는 FINFET, MRAM, RRAM 등이 있으며, 이미지센서 분야에서도 DRAM과 유사한 반도체 기술이 활용되고 있다. 다만 시스템반도체 분야에 대한 설명이 부족했던 것이 아쉽다.
향후 반도체 기술의 발전 방향은 인공지능을 위한 전용 반도체 개발에 집중될 것으로 보인다. 현재의 폰 노이만 아키텍쳐와 메모리 BUS 시스템으로는 병렬처리에 한계가 있기 때문에, 새로운 아키텍쳐 개발이 필요한 상황이다. 이에 삼성전자를 비롯한 여러 기업들이 인공지능 연산 전용 칩셋 개발에 주력하고 있다. 결국 향후 반도체 기술은 고성능 컴퓨팅과 인공지능 분야를 중심으로 발전할 것으로 예상된다.
1.2. 반도체 기술의 발전 방향
1.2.1. 반도체 집적도 향상
반도체 집적도 향상은 반도체 기술의 발전 방향 중 매우 중요한 부분이다. 트랜지스터의 소형화와 더불어 반도체 집적도가 지속적으로 향상됨에 따라, 성능과 기능이 향상되면서 전자 기기의 소형화와 고성능화가 가능해졌다.
1960년대 중반에는 1,000개의 회로 소자를 1개의 칩에 축소할 수 있었고, 이후 기술이 발전하여 2000년대에는 1,000억 개 이상의 소자를 하나의 작은 칩 안에 저장할 수 있게 되었다. 이처럼 반도체 집적도가 급속히 높아진 것은 트랜지스터의 소형화와 더불어 제조 기술의 발전에 힘입은 바가 크다.
향후에는 광소자나 조셉슨 소자, 갈륨비소 소자 등의 새로운 소자 기술이 적용되면 반도체 집적도는 더욱 높아질 것으로 예상된다. 이에 따라 처리 속도와 전력 효율성이 향상되어 전자 기기의 성능을 크게 끌어올릴 수 있을 것이다.
1.2.2. 새로운 메모리 기술
새로운 메모리 기술은 기존의 반도체 메모리 기술을 대체하거나 보완하기 위해 개발되고 있다. 대표적인 새로운 메모리 기술에는 MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory), RRAM(Resistive Random Access Memory), PCM(Phase Change Memory) 등이 있다.
MRAM은 자기장을 이용하여 정보를 저장하는 메모리 기술이다. 기존 DRAM과 같은 휘발성 메모리와는 달리 전원이 꺼져도 데이터가 유지되는 비휘발성 특성을 가지고 있다. 자성체 층 중 하나를 고정층, 다른 하나를 자유층으로 구성하여 자유층의 자화 반전에 따라 정보를 저장한다. MRAM은 빠른 속도, 높은 내구성, 저전력 등의 장점이 있어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 메인메모리나 캐시메모리로 활용될 수 있다.
RRAM은 산화물 박막 내부의 저항 변화 현상을 이용하여 정보를 저장하는 메모리 기술이다. 전압을 인가하여 산화물 박막의 저항 값을 변화시키고, 이를 읽어 저장된 데이터를 확인할 수 있다. RRAM은 빠른 동작 속도, 높은 집적도, 낮은 전력 소모 등의 장점이 있어 차세대 메모리로 주목받고 있다. 특히 신경망 회로에 적합한 구조를 가져 인공지능 하드웨어에 활용될 수 있다.
PCM은 상변화 물질을 이용하여 정보를 저장하는 메모리 기술이다. 상변화 물질을 가열하여 결정질과 비결정질 상태로 변화시키고, 이를 통해 각각 1과 0의 논리값을 표현한다. PCM...
참고 자료
컴퓨터의 이해, 김강현, 손진곤, 이병래, 출판문화원, 2022.
지금부터 시작하는 엑사스케일과 인공지능 그리고 양자컴퓨터, 추형석, 위즈플래닛, 2021
메타버 플랫폼, 공다예 외 4, 교문사, 2022.
한국, 슈퍼컴퓨터 국가순위 성능·대수 모두 8위
(https://www.aitimes.com/news/articleView.html?idxno=148032)
[공단은 지금] 미래는 지금이다, 서울시설공단 메타버스TF
(https://www.sisul.or.kr/open_content/publicity/bbs/bbsMsgDetail.do?msg_seq=565&bcd=community)
https://semiconductor.samsung.com/kr/dram/ddr/ddr5/
