작은 칩에 담긴 거대한 이야기, 반도체 과학 교실

1. 흐를 때도 있고 멈출 때도 있고
쪼갤 수 없는 물질 | 축구공 옆 파리 같은 | 같은 듯 다른, 원자와 원소 | 문지르고 비비니 찌릿찌릿 | 모든 물체의 비밀 | 고무나 나무도 전기가 흐를까? | 반도체의 정체와 진짜 이름 | 반도체 물질 찾기 | 반도체 물질, 규소 | 반도체가 도체가 되는 비밀, 전자 | 반도체를 도체로 만드는 두 가지 방법

2. 작을수록 성능이 좋아지는 마법
컴퓨터는 거대한 계산기 | 디지털 컴퓨터의 탄생 | 신호를 늘려라 | 반도체 역할을 한 진공관 | 0과 1밖에 모르는 컴퓨터 | 진공관에서 트랜지스터로 | 획기적으로 작아진 컴퓨터 | 발이 3개인 트랜지스터 | 모으고 쌓고 더 작아지고 | 새로운 반도체 | 기억과 연산 | 왜 0과 1만 사용하는 걸까? | 정보의 양

3. 복잡하고 까다롭지만 신중하게
전공정과 후공정 | 유리 기판

4. 많이 만들수록 돈이 쌓이는 기술
손 닿는 곳마다 반도체 | 무기와 반도체 | 반도체는 우리가 최고 | 한국과 일본의 충돌 | 실리콘 밸리

5. 미래를 위한 한계 없는 도전
무어의 법칙 | 황의 법칙 | 무너진 법칙들 | 법칙과 상관없이 이루어지는 기술 개발 | 공장을 짓기보다 회사를 사는 게 더 싸 | 다른 나라의 허락이 필요한 인수·합병 | 회사도 잃고 돈도 잃고 | 돈도 많이 먹고 물도 많이 먹는 반도체 공장, 팹 | 중요한 건 신기술

6. 반도체 1등 국가를 위한 수싸움
치킨게임 | 중국을 향해 쌓은 벽 | 복잡한 반도체의 미래 | 인공지능에 물어본다면?

반도체 교실 관련 상식 퀴즈
반도체 교실 관련 단어 풀이

새로운 반도체
한국의 강대원 박사는 1960년에 전기를 적게 쓰고 소자를 작게 만들 수 있는 집적회로용 트랜지스터인 ‘모스펫’을 개발했어요. 모스펫이 있어서 반도체 하나에 엄청나게 많은 소자를 집어넣고 많이 만들어낼 수 있게 됐어요.
‘소자’는 반도체 같은 전자회로나 비슷한 장치에 주로 쓰이는 것으로 제각각 기능이 있는 부품을 말해요. 이를테면 전기신호를 증폭시키는 트랜지스터, 전기신호를 정리하는 부품인 다이오드, 전기적인 신호를 빛으로 바꾸는 LED(발광다이오드) 등이에요. 이 소자들은 반도체 속에 모두 넣을 수 있고, 각기 따로 일해요.
만일 모스펫이 없다면 책상에 놓인 컴퓨터를 작동시키는 데 1GW(기가와트), 원자력발전소 하나만큼의 전력이 필요하다고 해요.

기억과 연산
컴퓨터에는 크게 두 가지 종류의 반도체가 들어 있어요. 하나는 정보를 저장하는 것이고, 다른 하나는 컴퓨터가 일하게 하는 거예요. 수학 문제를 풀 때 우리의 뇌는 그 풀이에 필요한 구구단이나 공식을 떠올리고, 그것을 일정한 방식으로 계산해서 답을 구해요. 즉, 정보를 ‘기억’하고 그것에 따라 어떤 일을 할지 ‘연산’을 거쳐 결정하지요.
컴퓨터의 기억하는 기능은 메모리 반도체가 돕고, 연산하는 기능은 비메모리인 시스템 반도체가 도와요. 또 연산을 잘하려면 속도가, 기억을 잘하려면 크기가 중요해요.
숫자를 셀 때 손가락 10개를 꼽는 것과 두 개만 꼽는 것은 그 속도가 다르죠. 따라서 컴퓨터는 빠르게 계산하기 위해 0과 1의 두 개의 숫자만 사용하는 이진법을 써요.
또, 저장 공간의 크기가 클수록 많은 정보를 넣어둘 수 있죠.