- 개요 - 

지난 50여 년간 무어의 법칙에 따른 반도체 소자 기술의 폭발적인 발전에 힘입어 컴퓨터를 포함한 각종 디지털 기기에서 소프트웨어와 하드웨어는 상호보완적인 관계를 유지하면서 성능 면에서 가파른 성장을 보여 왔다. 이러한 반도체 소자 기술의 발전으로 인해 약 18개월마다 2배씩 연산처리 요구량이 증가하여 왔다. 또한, 그 효용은 비단 컴퓨터 연산장치를 벗어나 휴대용 기기부터 사물인터넷, 자동차에 이르기까지 산업에서의 전반 적인 반도체 의존도는 점점 높아지고 있다. 그러나 이와 같은 연산처리 요구량의 증가에 따라 전력 소모 문제가 대두되고 있으며 사회 전반적으로 증가한 반도체 수요에 대한 대응이 시급한 상황이다. 한편, 반도체 분야 주요 경쟁국들은 미세화 기술이 한계에 도달하는 시점 이후 도입될 차세대 지능형반도체 기술 개발을 위해 대규모 투자를 진행 중이며, 당면한 문제 해결을 위해 인공지능 연산 방식을 도입한 소자 및 칩에 대한 연구에 박차를 가하고 있다. 본 고에서는 기존 반도체 소자 기술의 발전 과정과 더불어 차세대 저전력 · 지능형반도체 소자 기술의 동향에 대해 살펴보고자 한다.

I. 현대 반도체 기술의 쟁점 및 동향

트랜지스터의 발명은 지난 1998년에 타임사(TIME)의 라이프지(LIFE)가 발표한 “지난 1,000 년 동안 발생한 가장 놀라운 100개 사건”에 포함된 과학기술 분야의 11개 사건 중 하나에 속할 정도로 현재에 이르기까지 엄청난 영향력을 보이고 있다[1]. 트랜지스터의 발명 이후, 반도체 기술은 반도체 칩에 집적할 수 있는 트랜지스터의 숫자가 매 18개월마다 2배씩 증가 한다는 무어의 법칙(Moore’s law)에 힘입어 지난 30여 년간 눈부신 발전을 이루었다. 한편, 4차 산업혁명 시대에 접어들면서 과학기술은 인간의 사고와 행동의 대체 역할을 넘어서서 인간처럼 사고하고 행동하는 지능을 가진 기계를 만드는 것에 초점을 맞추고 있다.