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'SK Careers Editor 이현정'에 해당되는 글 2건

  1. 2021.05.17 인간의 뇌 구조를 모방한 반도체가 있다?!
  2. 2021.04.16 SK실트론의 웨이퍼 이야기 (제 1장) (4)

인간의 뇌 구조를 모방한 반도체가 있다?!

알파고 VS 이세돌의 바둑 대결 기억하시나요? 전 세계의 이목이 집중되었던 이유는 바로 알파고라는 인공지능(AI)과 인간의 대결이었기 때문입니다. 4차 산업혁명으로 인해 인공지능 기술이 발전하여 현재, 우리는 인공지능 시대에 살고 있다고 해도 과언이 아닙니다. 인공지능 시대가 오면서 일상생활 속에 자주 사용되는 반도체의 개발도 필요해졌는데요, 이에 차세대 인공지능형 반도체인뉴로모픽 반도체가 개발되었습니다. 이름도 생소한 뉴로모픽 반도체란 과연 무엇인지, 어떠한 특징을 가졌는지 함께 알아볼까요?

SK Careers Editor 이현정

 

 

 

 

 

뉴로모픽 반도체인간의 뇌 구조를 모방해 만든 인공지능형 반도체입니다. 그렇다면 왜 인간의 뇌 구조를 모방하였을까요? 바로, 기존의 컴퓨팅이 수행하는직렬적 처리를 인간의 뇌 구조를 모방한병렬적 처리로 바꾸기 위해서입니다. 인공지능의 발전으로 방대한 데이터의 빠른 연산과 처리가 필요했지만, 직렬적 처리는 속도가 저하되어 많은 문제점이 발생하였습니다. 이에 뇌에서 빠른 속도로 이루어지는 병렬적 처리를 모방한 반도체가 개발된 것이죠! 그림을 통해 자세히 살펴봅시다.

 

 

 

기존의 폰노이만 구조는 중앙처리장치(CPU)와 저장장치(메모리)가 구분된 구조였습니다. 따라서 CPU와 저장장치 사이에 하나의 길만 존재하기 때문에 명령어와 데이터를 동시에 처리할 수 없고 하나의 명령어만 처리할 수 있다는 단점이 존재했습니다. 반면에, 뉴로모픽 반도체의 구조는 CPU와 메모리가 아닌 인간의 뇌 신경망을 모방한 뉴런과 시냅스로 구성된 병렬적인 구조를 가집니다. 이에 여러 가지의 길이 유기적으로 연결되어 연산과 저장이 동시에 이루어질 수 있는 구조가 되었습니다.

 

 

 

뉴로모픽 반도체의 장점은 다음과 같습니다.

 

(1) 적은 전력으로도 복잡한 연산과 처리가 가능하다.

기존의 폰노이만 구조는 대용량의 정보를 처리할 때 많은 전력이 소모되는 한계가 존재했습니다. 하지만 뉴로모픽 반도체는 병렬적 구조로 되어 있기 때문에 적은 전력으로도 대용량의 정보를 처리할 수 있다는 장점이 있습니다. 실제로 이세돌과 알파고의 대결에서 이세돌의 두뇌는바둑을 둔다는 동일한 활동을 하면서도 알파고가 소비한 전력의 0.01% 20W의 전력밖에 소모하지 않았습니다. 이와 같은 뇌의 구조를 모방하였기 때문에 뉴로모픽 반도체의 전력 소모도 적다고 할 수 있습니다.

 

(2) 인식, 패턴 분석까지 가능하다.

뉴로모픽 반도체는 기존 반도체의 구조와 달리 뉴런과 시냅스로 구성됩니다. 이에 사람이 기억하는 원리처럼 신호를 주고받는 데 따른 잔상으로 데이터를 저장하기 때문에, 패턴을 인식하여 이미지, 영상, 소리, 냄새 등을 인식할 수 있습니다.

 

하지만 아직까지 뉴로모픽 반도체의 단점도 분명하게 나타납니다.

 

(1) 정확도가 부족하다.

인공지능망(AI)을 사용하는 딥러닝과 비교하였을 때 정확도가 떨어진다는 것이 단점입니다. 딥러닝의 복잡한 알고리즘을 따라가지 못해 해당 부분에 있어서는 기술 개발이 더욱 필요하다고 할 수 있습니다.

 

(2) 구조를 구현하기 위해서는 가격이 비싸다.

기존의 컴퓨팅 구조에 비해 뉴로모픽 반도체는 많은 수의 인공 뉴런을 필요로 합니다. 이에 병렬적인 구조와 많은 수의 인공 뉴런을 구현하기 위해서는 가격이 비싸다는 것이 단점입니다.

 

 

 

뉴로모픽 반도체는 차세대 기술로 활용될 것이라는 기대효과가 있습니다. 자동차 운전시스템, 얼굴 및 물체 인식, 무인기 등 인공지능이 활용될 차세대 산업 전반에서 폭넓게 활용될 것으로 기대됩니다.

 

 

 

 

 

 

일상생활 속에서 인공지능을 접하는 순간들이 많아지고 있습니다. 이처럼 인공지능이 무궁무진으로 발전하고 있어 활용 분야가 넓어지고 있습니다. 이번 시간에, 편리함을 가져다주는 반도체와 이러한 인공지능이 만나 개발된 뉴로모픽 반도체에 대해서 알아보았습니다. 뉴로모픽 반도체에 대해서 알아가면서 또 다른 차세대 기술에는 어떤 것이 있을지 생각해보시는 시간이 되었으면 좋겠습니다!

 

 

 

 

 

Posted by SK Careers Journal skcareers

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SK실트론의 웨이퍼 이야기 (제 1장)

'반도체 8대 공정', 한 번씩은 들어 보셨을 것으로 생각하는데요! 바로 이 8대 공정의 시작이자 첫 번째 단계를 웨이퍼(Wafer) 공정이라 합니다.

SK실트론 채용 소식을 기다리고 있는 예비 Pro님들! 다른 공정들에 비해 웨이퍼(Wafer) 공정에 대한 정보를 찾기 어려우셨나요? 걱정하지 마세요. SK실트론은 신입사원 입문 교육, 온라인 기술 기본과정 등 신입사원을 위한 웨이퍼 공정 교육을 시행하고 있으니까요!

오늘은 에디터가 여러분을 위해 신입사원 과정을 일부 짧게 요약해서 가져왔으니, 지금부터 웨이퍼에 대해 하나씩 함께 알아봅시다!

SK Careers Editor 이현정

 

 

 

 

먼저, 웨이퍼 반도체 칩을 만드는 토대가 되는 얇은 원판을 의미합니다. 웨이퍼 위에 전자회로를 새기는 공정을 거쳐 반도체 칩이 만들어지는 것이죠.

이러한 웨이퍼는 실리콘(Si) 웨이퍼, 실리콘카바이드(SiC) 웨이퍼, 갈륨아세나이드(GaAs) 웨이퍼 등 종류가 다양합니다. 다양한 종류의 웨이퍼(Wafer) 중에서도 실리콘 웨이퍼가 가장 많이 사용되고 있다고 합니다. 그래서! 이번 웨이퍼 이야기에서는 SK실트론의 주력 사업이자 가장 많이 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼를 중심으로 살펴보려 합니다.

 

 

먼저, 실리콘 웨이퍼는 어떤 재료로 만들어지는 걸까요? 실리콘 웨이퍼라는 이름만 봐도 알 수 있듯이, 실리콘 웨이퍼의 원재료는 폴리실리콘, 쉽게 말해서 다결정 실리콘입니다. 폴리실리콘은 순도에 따라 용도가 달라지기도 하는데요, 순도가 11N(99.999999999%)급 이상일 경우에는 반도체용으로 쓰이고, 6N(99.9999%)급 이상이면 태양전지용 Solar cell 기판을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

 

그렇다면 실리콘 웨이퍼가 가장 많이 사용되는 이유는 무엇일까요? 첫 번째 이유는 다른 재료에 비해 제조 비용이 상대적으로 저렴하기 때문입니다. 폴리실리콘의 주요 성분인 규소(Si)는 지구상에서 두 번째로 많이 존재하는 원소인데요. 그만큼 상대적으로 가격이 저렴하고, 구하기 쉽다는 장점이 있습니다. 두 번째 이유는 온도 변화에 따른 물리적, 기계적 성질 변화가 적기 때문입니다. 고온에서 진행되는 반도체 공정을 견딜 수 있고, 200의 고온에서도 소자가 동작할 수 있다는 장점이 있습니다.

 

 

위 그림은 반도체 8대 공정의 마지막 단계인 패키징(Packaging) 공정직전의 웨이퍼를 나타낸 그림인데요. 전공정을 통해 완성된 웨이퍼의 반도체 칩을 낱개로 하나하나 잘라내기 전의 모습입니다. 이때의 각각의 명칭은 다음과 같이 구분할 수 있습니다.

 

(1) 웨이퍼(Wafer): 반도체 칩의 핵심 재료로, 집적회로를 형성하기 위해 기본이 되는 원형의 판을 의미합니다.

(2) 노치(Notch): 웨이퍼가 완전한 원형이라면 공정 과정에서 웨이퍼의 수직, 수평, 결정 방향 등을 판단하기 어려울 것입니다. 노치는 웨이퍼의 구조를 구별하기 위해 만든 영역으로, 웨이퍼 가공 시 기준선이 됩니다.

(3) 다이(Die): 웨이퍼 위에 밀집되어 있는 작은 사각형 각각이 전자회로가 집적된 반도체 칩입니다. , 집적회로가 있는 부분을 다이라 합니다.

(4) 스크라이브 라인(Scribe Line): 다이와 다이 사이의 간격을 의미합니다. 웨이퍼 가공이 끝난 후 다이를 각각 하나씩 잘라야 하는데, 이때 다이와 다이 사이에 여유 공간이 없다면 다이가 잘려 나갈 수도 있기 때문에 스크라이브 라인을 두고 다이를 배치해야 합니다.

 

 

 

 

지금까지 웨이퍼의 정의, 재료, 명칭까지 살펴보았는데요! SK실트론이 만드는 웨이퍼의 종류와 쓰임새에 대해 조금 더 알아볼까요?

 

 

SK실트론은 크게 2가지 종류의 실리콘 웨이퍼를 제조하고 있습니다.

첫 번째로, Polished Wafer는 고순도의 다결정 실리콘으로부터 용융, 결정성장, 절단, 연마, 세정 과정을 거쳐 제조된 웨이퍼입니다. 200mm/300mm 직경으로 생산되며, 주로 DRAM/NAND Flash Memory와 같은 메모리 반도체의 제조에 사용됩니다.

두 번째로, Epitaxial Wafer Polished Wafer 위에 실리콘 단결정 층을 증착한 웨이퍼입니다. EPI 웨이퍼라고도 불리며, Polished Wafer와 같이 200mm/300mm 직경으로 생산됩니다. Logic Device CMOS 이미지센서 등 비메모리 반도체의 제조에 사용됩니다.

 

 

 

 

지금까지 웨이퍼의 정의부터 재료, 명칭까지 살펴보았는데요! 여기서 끝이 아닙니다. 웨이퍼가 어떤 공정을 거쳐 만들어지는지, 핵심만 콕콕 짚어 정리한 웨이퍼 제조 공정 이야기! 다음편에 계속된답니다! 그럼 다음편에서 다시 만나요~!

 

 

 

 

Posted by SK Careers Journal skcareers

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  1. 560 2021.04.16 21:58 Address Modify/Delete Reply

    유익한 정보네요! ^^

  2. 570 2021.04.17 02:33 Address Modify/Delete Reply

    웨이퍼 공정과 Sk 실트론에 대해 새롭게 알아갑니다 ^^

  3. ㅈㅈㄱ 2021.04.17 04:23 Address Modify/Delete Reply

    알차고 멋진 내용 ^^~ 계속 힘써주세요 :)

  4. 감자대장 2021.04.23 17:28 Address Modify/Delete Reply

    좋은 정보 너무 좋아요~~