기술의 발전은 비즈니스 방식의 변화를 이끌었고, 의사소통 방식을 비롯한 우리의 일상을 새로운 모습으로 바꿔가고 있다. SK하이닉스, 그리고 하이지니어들은 단순히 이러한 혁신을 받아들이는 데서 그치지 않고 ICT 기술의 발전을 이끌며 이런 변화를 주도하고 있다.

SK하이닉스의 메모리 솔루션(Memory Solution)은 자율주행(Automotive), 인공지능(AI), 증강현실/가상현실(AR/VR) 등 마법과도 같은 첨단 기술을 구현하는 데 필수적이다. 지난해에는 업계 최고 속도를 자랑하는 HBM3 개발에 성공한 것을 포함해 여러 차례 ‘업계 최초’ 타이틀을 차지하며 기술력을 입증했다. SK하이닉스는 이에 안주하지 않고 끊임없이 혁신을 추구하는 자세로 연구개발(R&D)에 헌신적인 노력을 기울이고 있으며, 이를 통해 차세대 반도체 기술을 실현하기 위한 여러 아이디어들을 구체화하고 있다.

SK하이닉스는 DRAM과 NAND 분야에서 수많은 개발 성공 사례를 바탕으로 4차 산업혁명을 이끌 미래지향적인 기술들을 발굴하고, 이를 고객들에게 제공하기 위해 혼신의 힘을 다하고 있다. 그리고 그 중심에는 빅데이터가 있다. 온라인에서는 구매, 메시지 전송, 업로드, 검색 등 매일 수많은 상호작용이 이뤄진다. 이 과정에서 방대한 양의 데이터가 생성되고, 고객들은 이를 효과적으로 처리하기 위해 더 빠른 속도, 더 안전한 저장 방식, 더 편리한 접근 방식을 요구하고 있다.

SK하이닉스는 이 같은 도전에 발빠르게 대응하며 ‘진화의 길(Evolutionary Path)’에서 ‘혁신의 길(Revolutionary Path)’로 나아가고 있다. 2022년, 그리고 그 이후에도 SK하이닉스는 혁신을 거듭하며 글로벌 ICT 산업을 선도해갈 것이며, 기술로 우리의 일상을 바꿔가는 데에도 앞장설 것이다.

흔히 반도체 제조공정이라고 하면 Photo, Etch, Diffusion, Thin Film같이 원재료로 제품을 만드는 공정을 떠올리기 쉽습니다. 하지만 제품을 만드는 것만큼 만들어진 제품 중 불량품이 없는지 확인하는 것도 중요합니다. 수율을 높이는 것이 수익과 직결되기 때문입니다. SK하이닉스에는 불량(Defect)을 최소화하고 수율을 향상시키기 위한 전문가 조직인 DMI 그룹이 있는데요. 오늘은 SK하이닉스 반도체의 완성도를 책임지고 있는 이들을 만나봤습니다.

DMI, 불량제로에 도전하는 ‘스페셜리스트’

Q. 안녕하세요. 만나서 반갑습니다. 먼저 SK하이닉스 블로그 독자들에게 인사 부탁드립니다.

김우태 TL 안녕하세요. DMI 이천 NAND DA팀 김우태 TL입니다. 저희 DA팀은 ‘Defect Analysis’라는 이름처럼 반도체 공정 중 발생하는 Defect의 원인을 분석해 해결방안을 제시하는 업무를 맡고 있습니다.

오재형 TL 안녕하세요. DMI 이천 DRAM MI팀 오재형 TL입니다. 저희 MI팀은 반도체 미세회로 구조에 대한 정량적 계측(Metrology)을 수행하고 결함을 검사(Inspection)해 제조공정상 불량여부를 판단할 수 있는 정확한 데이터와 솔루션을 제공하는 업무를 담당하고 있습니다.

김범수 TL 안녕하세요. DMI 오염제어기술팀 김범수 TL입니다. 저희 팀은 반도체 생산라인의 전반적인 영역에 대한 오염원 조기감지, 선제적 오염제어, Material의 특성분석을 통해 사고나 품질 불량을 사전에 차단하여 CFM(Contamination Free Manifacturing) Fab을 구현하는 팀입니다.

Q. 팀별로 설명을 들으니 DMI가 어떤 업무가 잘 그려지지 않는데요. DMI가 반도체 제조공정에서 어떤 역할을 맡고 있는지, 또 전체적으로 어떤 프로세스로 업무가 진행되는지 알려주세요.

오재형 TL DMI는 육안으로 볼 수 없는 부분을 다양한 계측/검사 장비를 통해 확인해 생산과정에서 발생할 수 있는 Defect를 찾아냅니다. 그리고 이를 피드백함으로써 Defect를 최소화해 품질을 높이고 수율을 향상하는데 기여하고 있습니다. 구체적으로는 제품이 규격에 맞게 제대로 만들어졌는지, 품질이나 수율에 영향을 주는 결함들은 없는지, 제조공정이 안정적으로 돌아가는지 등을 확인하고 정량적 데이터를 제공하는 Fab의 눈과 같은 역할을 맡고 있죠.

김우태 TL 각 Fab 별로 개별 팀이 구성되지만 크게 DA팀, MI팀, 오염제어기술팀 등 세 팀으로 구분되는데요. 제품의 Defect 관리 업무는 먼저 MI 팀이 Defect 발생 여부를 확인해주면, DA팀이 발생한 Defect의 원인을 분석하는 식으로 진행됩니다. MI팀이 계측/검사장비를 운영하고 유지/관리하는 역할을 맡고 있죠. DA팀은 검사결과를 기반으로 Defect를 줄이기 위한 솔루션을 도출해 각 생산라인으로 피드백하는 업무를 담당합니다.

김범수 TL DA팀과 MI팀은 제품에서 발생하는 Defect를 주로 다루지만, 저희 오염제어기술팀은 제품뿐만 아니라 소재 및 환경 측면의 관리를 통해 Fab 내 오염 요인을 사전에 관리하는 게 주된 업무입니다. 오염원 관리가 잘못되면 Defect로 이어질 수 있어, 오염원이 제품에 영향을 미치지 않도록 원천적으로 관리해주어야 하죠.

Q. 언제부터 DMI 업무를 수행해오셨는지, 팀 내에서 현재 맡고 있는 업무는 무엇인지 궁금합니다.

오재형 TL 각 팀은 예전부터 존재해왔지만 DMI 그룹으로 통합된지는 이제 2년 반 정도 됐습니다. 물론 그전에도 각 업무별로 별도 팀에서 업무를 해왔었죠. 제가 MI 업무를 시작한 지는 15년 됐습니다. 팀에서는 Wafer 검사 장비의 Application 지원 업무를 담당하고 있습니다. Wafer에서 발생한 Defect를 원인 공정상에서 즉시 확인할 수 있도록 돕는 게 주된 업무죠.

김우태 TL 입사 직후부터 DA 업무를 맡아 올해로 20년째 DA팀에서만 근무하고 있습니다. 팀에서는 M14 Phase2의 공정과 수율을 개선하는 업무와 함께 3D In-line 검사 업무를 총괄하고 있습니다.

김범수 TL 저는 8년째 오염제어기술팀에서 일하고 있습니다. 팀에서는 In-line 내에서 실시간으로 오염원을 분석할 수 있는 시스템을 구축하기 위해 신규 화학분석장비를 검토합니다. 필요시 협력사와 협업을 통해 개발하는 업무도 맡고 있습니다.

“무거운 책임감만큼 보람도 크죠”

Q. 업무를 수행하면서 보람을 느꼈던 순간이나 업무 담당자로서 자부심을 느낄 때는 언제인가요?

김우태 TL In-line에서 저희가 먼저 Defect를 찾아내 운영기술팀에 개선 요청을 했을 때, 이를 통해 수율이 향상되고 품질이 개선되면 보람을 느끼죠. 일상적인 업무고 당연히 해야 할 임무지만 늘 뿌듯합니다.

오재형 TL 문제점은 분명히 있고 계측해서 관리를 해줘야 하는데 잘 안될 때가 있습니다. 예를 들면 Wafer 위에 오염원이 발생했는데 그게 기존 계측장비로는 검출이 잘 안된다든가 하는 케이스들인데요. 이를 보통 계측난제라고 표현합니다. 이런 계측난제의 원인을 분석하거나 해결점을 새롭게 찾아냈을 때, 또 그렇게 만들어낸 솔루션이 실제 적용될 때는 정말 큰 보람을 느낍니다.

김범수 TL 오염제어기술팀은 주로 화학적으로 분석하는데요. 보이지 않는 것을 봐야 하고 분석해야 하는 성분들도 다양한 편입니다. 그래서 Wafer에서 어떤 것들이 문제가 되는지 찾아내는 게 가장 힘듭니다. 하지만 가설을 세우고 수많은 실험을 하고 분석기술도 적용했을 때, 가설이 맞아떨어지면서 Defect가 발생하는 Mechanism까지 규명될 때도 있어요. 그럴 때는 정말 기분이 좋죠.

Q. 지금도 Defect를 찾아내고 원인을 밝혀내는 게 쉽지 않지만, 공정이 미세화되고 복잡해질수록 난이도는 점점 높아질 것 같은데요. 그러다 보면 업무과정에서 느끼는 책임감과 부담도 클 것 같아요.

김우태 TL 기술 수준이 올라갈수록 부담도 커지는 게 맞는 것 같아요. 예전에 비해 점점 업무의 난이도가 올라가고 소요되는 시간도 더 길어져서 사실 어려움이 많아요.

오재형 TL 예전 제품의 Wafer 공정을 진행할 때보다 지금은 더 확인해야 할 것도 많고 구조 또한 복잡하고 미세해지고 있습니다. 이전 제품에서는 한 번의 계측공정으로 공정 변화를 감지할 수 있었으나, 이제는 두 번 이상 계측공정을 진행하여 공정 변화를 확인하는 일이 많아지고 있죠. 심지어 계측공정 Step 수는 제조공정보다 2배 이상 많아 유지관리에 어려움이 있습니다. 부담감이 크지만 수율이나 품질을 향상시키는 데 DMI의 역할이 큰 비중을 차지했다는 피드백을 받을 때는 또 보람이 더 크게 느껴지기도 하죠.

김범수 TL 아무래도 패턴이 미세화되다 보니 예전에는 문제없던 수준에서 공정불량이 발생하거나, 이전에는 알지 못했던 성분들에 의해 품질불량이 발생하는 등 예측이 점점 어려워지고 있습니다. 이에 팀에서는 여러 스터디를 통해 오염 성분에 대한 이해를 넓히고 기존 기술들을 고도화해 어려움을 극복하기 위해 노력하고 있습니다.

Q. 이 같은 변화에 적응하기 위해서는 새로운 기술에 익숙해지고 숙달되는 과정도 필요할 것 같아요. 평소 어떤 노력을 하고 계시나요?

김우태 TL 하루하루가 새롭고 기술이 발전하면 공정도 바뀌기 때문에 계속 연구할 수밖에 없죠. 새로운 제품이 나오면 저희 입장에서는 미리 제품에 대해 공부하고 파악해서 새로운 Defect가 발생할 가능성을 대비해야 해요. 그게 DMI 업무를 하는 저희들의 숙명이죠. 물론 100% 파악하고 대비하긴 어렵겠지만 늘 노력하고 있습니다.

오재형 TL 신규 기술이나 새로운 material이 도입되는 경우가 늘고 있어요. 저희 입장에서 계측을 하기 위해서는 일단 무슨 기술인지, 또 무슨 material인지 알아야 사전에 검토를 하고 대응할 수 있습니다. 그래서 늘 연구소에서 어떤 제품이 개발되는지 관심 갖고 들여다보고 있어요. 미리 공부하는 게 하나의 업무라고 보시면 됩니다. 자기 계발은 기본적으로 계속 해나가야 하죠.

김범수 TL 연구소에서 새로운 소재나 공정이 나왔을 때 양산 전 검증을 위해 저희 오염제어기술팀에서 오염평가를 진행해야 합니다. 특히 제가 맡고 있는 업무는 미래오염 제어와 관련되어 있어 아무래도 관련 논문이나 문헌을 많이 보면서 최신 동향을 늘 파악하고 있어야 하죠.

꼼꼼함과 끈기, 그리고 강한 멘탈을 갖춰라

Q. 이처럼 중요한 업무를 하기 위해서는 어떤 능력이 필요할까요?

김우태 TL Defect를 찾아내는 과정이 쉽지 않기 때문에 끝까지 포기하지 않는 끈기도 필요하죠.

오재형 TL 저희 팀에서 다루고 있는 계측방지는 대부분 광학기술을 사용하고 있습니다. 관련 기술에 전문성을 가지고 있다면 계측장비를 다루기도 쉽고 계측난제를 해결하는 데도 도움이 될 것 같아요. 또 장비들이 다 외국계 회사 제품이다 보니 외국계 엔지니어들과 의사소통을 하는 일이 많은데 외국어 하나 정도는 유창하게 구사할 줄 알아야겠죠.

김범수 TL 화학분석을 주로 하다 보니 아무래도 관련 전공자들이 유리한 측면이 있긴 합니다. 화학과 관련된 전공지식과 데이터 해석에 필요한 통계적인 역량이 있으면 업무에 큰 도움이 될 것 같아요.

Q. 팀마다 분위기는 어떤가요?

김우태 TL 업무 특성상 늘 긴장해야 하고 예민한 분위기가 있지만, 업무에 있어서는 서로 격려하고 사기를 북돋아주는 좋은 분위기가 있어요.

오재형 TL Fab마다 팀이 따로 떨어져 있어서 소통을 매우 중요하게 여기는 분위기에요. 매월 팀장님 주재 하에 팀원들이 모두 한자리에 모여 서로 얼굴 한 번씩 보면서 화합을 다지고 잘한 점을 서로 칭찬하기도 하면서 분위기를 좋게 가져가고 있죠.

김범수 TL 서로 자기계발을 위해 노력하고 격려해주는 분위기입니다. 면학 분위기가 좋고 팀장님이 논문 쓰는 것을 장려하셔서 학술대회에서 실력을 발휘할 기회가 많은 편이죠. 함께 공부하고 서로 성장하는 좋은 분위기가 자리 잡은 것 같아요.

Q. 마지막으로 DMI 업무에 관심 있는 예비 하이지니어를 위해 입사 팁을 하나씩 주시면 어떨까요? 각 팀의 이 되기 위해서는 어떤 점을 어필하면 좋을지 한 말씀만 해주세요.

김우태 TL DA팀 업무의 경우 호기심이 많고 논리적인 사고에 강한 사람이라는 것을 어필하면 좋을 것 같습니다. 새로운 것에 관심이 많고 문제가 있을 때 객관적인 판단으로 끝까지 원인을 찾아낼 수 있는 사람이 유리하거든요.

오재형 TL 새로운 계측난제들을 해결하기 위해서는 장기적인 관점에서 문제를 바라보고 해결되기까지 오랜 시간 하나의 문제에 매달려야 합니다. 쉽지 않은 일인 만큼 끝까지 포기하지 않는 끈기와 열정이 있는 지원자라는 점을 어필하면 유리하겠죠.

김범수 TL 다른 팀이나 협력사와 협업을 많이 하는 편이라서, 성격이 활발하고 관계를 맺는데 적극적인 성격이면 좋을 것 같아요. 이런 점을 잘 보여주면 합격 가능성이 더 높아지지 않을까요.

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대부분 회사에 으로 입사를 하면 회사의 시스템이나 업무에 필요한 교육을 받게 됩니다. 기업마다 다르기는 하지만 짧게는 일주일부터 길게는 서너 달까지 간다고 하죠. 그런데 여기, 입사 후 무려 8년 동안 본인이 맡은 업무를 체계적으로 알려주는 교육 프로그램이 있습니다. 바로 SK하이닉스의 특별한 인재 양성 프로그램, SKHU(SK hynix University)인데요. SKHU는 ‘세계 최고의 반도체 전문가를 양성한다’는 기치 아래 올해 첫 출범한 사내 대학입니다. 오늘은 SKHU를 기획하고 운영하고 있는 두 주역 김재우 수석과 정유리 책임을 만나 SKHU에 대한 궁금증을 풀어볼까 합니다.

_ 반도체 전문가를 양성하는 교육 시스템 SKHU

SKHU를 이끌고 있는 두 사람과 인사를 제대로 마치기도 전 SKHU를 기획하고 총괄 관리하는 역량개발실 김재우 수석은 이 말로 포문을 열었습니다.

“SKHU는 대학의 학제를 빌려온 SK하이닉스만의 사내 교육 제도입니다. 반도체 분야의 고급인력을 외부에서 구할 수 없기에 SK하이닉스 구성원을 반도체 분야에 특화된 엔지니어로 자체 육성하기 위함입니다.”

이어 SKHU에 대해 설명하는 김수석의 말에 자신감이 느껴지는 동시에 궁금증이 생겼습니다. ‘SKHU가 무엇이기에 이렇게 자신감에 가득 차 있을까?’하고요.

SK하이닉스의 기술사무직 은 입사와 동시에 SKHU에 입학합니다. 8년이라는 긴 학제를 가진 이 대학에서는 반도체 업계에 종사하는 사람이라면 알아야 할 기초 지식을 단단히 다지고, 반도체 전문가가 되기 위한 전문지식을 쌓게 되는데요. 입사한 분야에 따라 입학하는 과도 공부의 양도 다르다고 합니다.

“우선 은 자동적으로 SKHU에 입학하고, 그 첫 단계로 STEP UP 프로그램을 통해 집중교육을 받습니다. SKHU 졸업학점이 50학점인데 이 STEP UP 기간에 10학점이나 이수하게 되는데요. 때론 잠을 자는 시간을 줄여서 과제를 해야 할 만큼 공부의 양이 많지만 에게 꼭 필요한 소양 과정이라고 생각하시면 됩니다.”

SKHU가 그저 대학의 이름만을 따 온 교육 프로그램이 아님을 강조하는 정유리 책임은 교육부터 SKHU만의 특화 프로그램이 가동된다고 설명합니다. 물론 SKHU가 생기기 이전에도 다양한 사내 교육 프로그램이 있었지만 대부분 전사(全社) 교육으로 이루어져 업무 특화성이 떨어지고 단기적 교육으로 끝나 효과가 떨어지는 등 문제가 제기되었습니다. 이를 통합시키고 인재 갈증을 해소하고자 자체적 전문가 양성 시스템을 만든 것이 바로 SKHU인데요. 전문가를 양성한다는 의미와 학제 등을 참고하여 ‘대학’이라고 명명되다고 합니다.

“SKHU는 10개의 칼리지(College)가 있고 그 아래 학과와 세부 전공으로 나뉩니다. 입사 한 부서에 맞춰 전공이 결정되죠. 부사장급 부문장이 학장이 되는 시스템으로 공부에 관련된 메일을 주고받을 땐 ‘학장님’, ‘선배님’ 호칭부터 달라집니다. 그리고 칼리지마다 과목이 다르고 과목과 학점이 달라요. 모든 재량은 학장님에게 있어 현업에 맞는 비전을 제시하며 커리큘럼을 운영하고 있습니다. ”

김수석의 설명처럼 부문 주도형 칼리지 운영이 SKHU의 가장 큰 특징인데요. 전체적으로 동일한 틀 아래 부문별로 핵심기술이나 필요 역량이 달라 자율성을 부여하여 자연스러운 경쟁을 유도하니, 성장 욕구가 있는 사원들에게 새로운 비전과 목표를 제시하는 계기도 된다고 합니다.

_ 이론과 실무의 Gap을 줄이다

전 세계적으로 반도체 기업은 손에 꼽을 수 있을 만큼 그 수가 적습니다. 이는 고스란히 전문 인력 부족으로 이어지는데요. 몇몇의 대학에서 반도체 관련학과를 운영하고는 있지만 현실 업무와는 동떨어지는 경우도 많습니다.

“SKHU 의미는 현실 교육과 업무와의 괴리에서도 찾을 수 있습니다. 반도체 업무는 그만큼 고도화, 세분화되어 있거든요. 외부에서 반도체 전문가를 모시는 것도 한계가 있고요.”

특히나 SK하이닉스의 선배 임구성원과 평생을 반도체 업계에 종사해오신 퇴직한 선배들로 교수진이 구성이 되어 있다는 점을 강점으로 꼽습니다.

“전임교수, 전임강사 그리고 사내강사가 있습니다. 특히 전임교수들은 SK하이닉스를 퇴직하신 그야말로 살아있는 전설 같은 분들입니다. 이론과 실무가 완벽하고 평생 SK하이닉스와 함께하셨기에 애사심과 후배들에 대한 사랑도 각별합니다. 그래서 이런 분들을 다른 곳에서 모시기는 정말 힘들어요.”

반도체 전문가로서 오랜 생활을 해온 SK하이닉스 구성원들이야 말로 SKHU에 실질적인 교육을 해줄 수 있다고 말한 정유리 책임은 교수진을 섭외할 때 현직에 근무하는 전문가를 파견 받아 현실적인 교육 콘텐츠를 개발하도록 하는 일에 특히 신경을 썼다고 하는데요. 전사(全社)를 움직이고 적극적 참여를 유도해야 했기에 SK하이닉스 모두가 적극적으로 하고자 하는 의지와 추진력이 없었으면 불가능 했을 것이라 감사의 말을 전하기도 합니다.

그만큼 파격적이고 미래 지향적인 이 사업은 SK하이닉스의 Deep Change와 맞물리며 어디에서도 찾기 힘든 ‘차별화된 인재양성 프로그램’이 되었습니다.

_ 반도체 전문가의 노하우를 공유하다

이처럼 SKHU는 체계적으로 단계에 맞춰 성장해 가는 시스템입니다. 학제에 맞춰 단계를 밟아가면 8년 후 ‘반도체 전문가’가 되는 거죠. 강사활동, 논문, 자격증 취득 등 개인 역량활동에 따라 추가 학점이 부여되어 열심히 하면 조기졸업도 가능합니다. 2년에 한 학년이기에 무리 없이 업무와 병행하며 성장하는 재미도 느낄 수 있고요. 뿐만 아니라 온라인과 오프라인 동시에 교육이 이루어져 업무와 병행에 부담을 최소화하였다고 합니다.

“SKHU는 오프라인 수업뿐만 아니라 언제 어디서나 상시 학습이 가능한 온라인 콘텐츠를 ‘이러닝’과 ‘스마트 쿠키’라는 두 가지 형태로 제공하고 있습니다. 특히 스마트 쿠키는 SKHU와 상관없이도 들을 수 있는 실무 지식 콘텐츠죠.”

온라인 교육 시스템 쿠키(Cookie)는 5분~20분 내외의 짧은 정보를 제공하는데요. SKHU와 달리 누구나 강의를 만들어 공유할 수 있지만, 그 ‘누구나’는 ‘아무나’를 의미하지는 않습니다. 해당 분야에서 추천 받은 구성원들만 강의를 만들어 제공하니 자연스럽게 전문가로 인정받은 계기가 된다고 합니다. 현실 업무에서의 문제해결능력이 선배에서 후배로 자연스럽게 전수되는 시스템, 쿠키는 21세기 버전 노하우 전수 시스템이 되며 SKHU를 완성하는 방점이 되었습니다.

SKHU (SK hynix University)라는 명칭을 들었을 때 사내 교육 프로그램이 왜 굳이 대학이어야 하는가 라는 의문을 많은 분들이 가지고 계셨을 겁니다. 하지만 인터뷰가 끝나고 난 후 앞서 가진 김재우 수석의 자신감에 대한 근거와 함께 SKHU의 철학을 느낄 수 있었습니다. 세계 최고 기술력의 기본은 결국 ‘사람’이라는 인본주의, 우수한 ‘인재’를 최고의 ‘전문가’로 키우고 싶은 SK하이닉스의 목표를요. 앞으로도 SKHU를 통해 세계 최고의 반도체 전문가를 키워내고 함께 발전해 가는 SK하이닉스를 지켜봐 주시기 바랍니다.

따뜻한 햇살에 괜스레 기분 좋아지는 봄이 성큼 찾아왔습니다. 봄의 생기를 닮은 듯 활력 넘치는 나날이 계속되고 있는데요. 그중 빼놓을 수 없는 게 바로 봄의 전령사 벚꽃일 겁니다. 올해 여러분의 벚꽃놀이는 어떠셨나요? 벚꽃놀이의 하이라이트는 벚꽃 구경뿐만 아니라 벚꽃을 보며 봄을 맞이하는 이들의 모습일 텐데요. 이처럼 벚꽃 아래의 모습을 서로 담아주기 위해 스마트폰을 꺼내는 일은 이제 무척 익숙한 풍경 중 하나입니다. 비단 찍는 것은 벚꽃만은 아닙니다. 즐거운 지금 이 순간과 봄처럼 젊은 나날을 기록하는 것이죠. 오늘은 이처럼 봄을 기록하면서 특별한 일상과 추억을 남기게 된 저와 제 친구들의 이야기를 전해드릴게요.

봄날의 추억이 흩날리는 교정

아마 2013년 4월이었던 걸로 기억합니다. 고등학교 졸업 후 정기적으로 만나던 우리는 봄날의 설렘을 안고 만나게 되었는데요. 4월부터 새로운 곳으로 일자리를 옮기게 된 친구는 아직은 낯설지만, 앞으로 펼쳐질 일에 대한 기대감에 부풀어 있었습니다. 또 다른 친구는 얼마 전 소개팅에서 만난 남자에 관해 이야기하면서 저마다의 봄을 나누던 중이었죠. 그러다 언제나 그랬던 것처럼 이야기꽃은 벚꽃으로 이어지게 됐습니다. 누구나 벚꽃과 관련된 추억이 있을 테지만 저와 친구들에게 벚꽃은 조금 더 특별합니다.

제가 다녔던 고등학교는 벚나무길이 쫙 펼쳐져 있어 봄이면 벚꽃이 흩날리는 것을 마주할 수 있는 곳입니다. 그래서 매년 4월 학생들끼리 즐기는 벚꽃놀이가 펼쳐지곤 했는데요. 급식을 먹으러 나올 때 저마다 휴대폰을 챙겨 짧은 점심시간 동안 사진을 찍기도 했고 마음씨 좋은 선생님은 아예 수업을 빼고 벚꽃을 만끽할 시간을 주셨을 정도로 고등학교 3년 내내 벚꽃놀이는 우리의 연례행사와도 같았습니다.

벚꽃의 기억을 들춰낸 것은 우연히 발견한 스마트폰 속 사진이었습니다. 우리 모두 다른 대학교에 가고 일을 시작하며 각자의 삶에 바빠졌을 무렵, 벚꽃이 휘날리는 교정에서 교복을 입고 있던 우리를 마주하게 된 것이죠. 맨 처음엔 그 사진을 어디서 난 거냐며, 그 못생긴 사진을 어서 지워버리자며 흥분하기도 했지만, 지난 시절 우리의 모습이 낯설면서도 참으로 반가웠습니다.

풋풋했던 우정을 오롯이 전해주는 사진을 보면서 추억으로만 남겨놓기에는 무척 아쉬웠습니다. 그 때를 회상하며 이야기를 나누는 그 순간, 사진은 더 이상 과거의 것이 아니었습니다. 그렇게 우리는 매년 벚꽃이 필 때마다 사진을 남기자고 결심했습니다.

2006년 고등학교 졸업 후 8년만인 2013년, 다시 학교를 찾았습니다. 그리고 5년이 지난 지금까지 매년 고등학교에서 사진을 찍고 있습니다. 2013년만 하더라도 셀카봉에 익숙하지 않았던 터라 지나가는 후배들에게 사진을 찍어달라고 부탁하곤 했는데요. 처음엔 ‘저 사람들은 뭐지?’라고 생각했던 후배들도 우리의 프로젝트에 대해 이야기하면 모두 감탄하곤 했습니다.

그러한 반응에 괜스레 뿌듯해지더라고요. 1년에 한 번, 무슨 일이 있어도 벚꽃이 피는 이때 꼭 만나야 하기에 한번은 아침 7시에 만난 적도 있습니다. 주말에 출근을 해야 했던 저 때문에 내려진 특단의 조치였던 것이죠. 다들 비몽사몽한 채로 만나 어떻게 사진을 찍었는지 기억도 나지 않지만 그렇게 해서라도 찍겠다는 우리의 열정 덕분에 사진을 보면 소소하지만 즐거웠던 그 순간이 자연스레 떠오를 수 있는 것 같습니다.

한편, 그 사이 누군가는 결혼해서 한 가정을 꾸리고 더 나아가 한 아이의 엄마가 된 친구도 있습니다. 다 같이 교복을 입고 벚꽃 아래서 V자를 그리며 사진을 찍었던 친구들이었는데 말이죠. 4명이 아니라 배 속의 아이까지 5명이 함께 찍으며 괜스레 감격스러워했던 순간도 있었고, 결혼한 친구의 남편이 우리의 포토그래퍼가 되어 사진을 찍어주면서 또 다른 벚꽃 멤버로 톡톡한 역할을 하고 있습니다.

손톱만 한 반도체, 추억에 날개를 달다

이 모든 게 스마트폰을 보다가 우연히 발견한 사진에서 비롯되었습니다. 필름 카메라가 당연하던 시절, 사진은 중요한 날에만 찍어야 하는 귀한 것이었습니다. 진중하게 찍은 사진은 사진첩에 박제하듯 넣어놓고 그 언젠가 볼 날을 기약하지만 결국 들여다보는 날은 이사 갈 때 짐을 싸면서 떠들어보는 정도에서 끝나곤 했죠.

그러나 이제 이 모든 추억과 기록이 스마트폰에 들어와 있습니다. 정확히 말하자면 스마트폰 속 손톱만 한 반도체 안에 모두 기억되는 것이지요. 사진첩을 꺼내 추억을 되새김질하던 시대가 가고 모든 순간을 바로 담아내는 시대이자 공유할 수 있는 시대가 된 것입니다. 순간의 감정과 풍경을 스마트폰의 자그마한 반도체에 담아내면서 우리의 사진은 기억을 추억하는 것에만 머물지 않습니다. 오히려 더 많은 감정을 담아내고 보다 자연스럽고 흥미로운 기록을 만들어내고 있는데요. 이 기록은 많은 사람과 공유하고 공감할 수 있는 또 다른 즐거움이 되어 한 걸음 더 나아가고 있습니다.

이 글을 쓰면서 다시 한번 벚꽃과 친구들을 바라보게 됩니다. 5년째 사진을 찍고 있지만 봄은 언제나 사람을 설레게 하는 건 매한가지라는 생각을 하면서, 지난 몇 년간 찍었던 사진들을 스마트폰으로 다시 꺼내봅니다. 사진 속의 우리는 여전히 같으면서도 많이 달라졌습니다. 뭐 저리 즐거웠는지 목젖이 보일 만큼 웃고 있는 사진부터 여전히 그때 무슨 말을 했는지 기억 나는 사진들까지, 과거의 사진이 지금 이 순간 다시 더해집니다. 그렇게 우리의 이야기는 또다시 덧입혀지고 추억 하나가 새롭게 그려지고 있습니다.

지금 가면 다시 오지 않을 우리의 봄은 이렇게 기록되었습니다. 잊혀져 버릴 수도 있었던 이 순간을 이제 가을에도, 또 겨울에도 언제든 마주할 수 있게 되었습니다. 여러분도 올 봄, 친구들과 봄날의 한 장면을 스마트폰으로 담아보는 건 어떨까요? 벚꽃이 아니어도 상관없습니다. 추억을 더 오래 간직하게 해주는 스마트폰 속 반도체 덕분에 우리는 변치 않는 봄날의 아름다움을 그리고 우리의 청춘을 언제나 마주할 수 있을 거예요.

오늘 한번쯤 편의점에 들르셨겠죠? 여러분이 마신 그 음료수를 살 수 있었던 건 바코드 덕분입니다. 숫자를 굵기가 다른 수직 막대로 표현해 광학적 인식이 가능하도록 만든 코드죠. POS 컴퓨터가 바코드를 읽어 품목과 가격을 연산합니다. 숫자는 이름을 넘어서는 효율을 발휘합니다. 사회가 크고 복잡해질수록 숫자의 역할이 커지는 건 당연했죠. 지금은 두 자리 숫자로는 터무니없을 정도로 방대하게 숫자가 사용되고 있습니다. 신용카드 번호, 만기일, CVC번호의 조합으로도 ‘보안에 취약하다’고 일컬어지는 시대에 살고 있으니까요. 오늘은 화폐경제가 발전하면서 진화한 신용카드에 대해 살펴보고, 보안을 책임지는 반도체 이야기를 해볼까 합니다.

마그네틱 카드에서 IC 카드로

대부분 계좌번호 정도는 외우실 겁니다. 숫자를 불러주거나 입력할 일이 많아서 자연스럽게 외우는 경우죠. 신용카드 번호는 어떤가요? 따로 적어서 다니는 분은 있겠지만, 외우는 분은 드물 겁니다. 대개 신용카드는 단말기와 신용카드 마그네틱의 전기적 접촉을 통해 결제가 이루어져왔습니다. 하지만 2015년 7월 21부터 새로운 여신전문금융업법이 적용되었죠. 핵심은 업장에서 IC칩을 인식하는 단말기를 사용하는 겁니다. (2018년 7월 21일부터 의무 적용됩니다.)

마그네틱 카드는 간편했습니다. 입력장치에 마그네틱을 통과시키는 것만으로 쉽게 데이터를 담을 수 있었죠. 신용카드, 공중전화카드, 각종 출입증에 빈번이 사용된 이유였습니다. 하지만 내구성이 좋지 않았고, 결정적으로 위변조가 쉬웠어요. 용량이 약 72바이트에 불과했거든요. 그에 비하면 IC 카드는, 전자계산기에서 개인용 컴퓨터만큼의 진보를 이룩했달까요. 반도체 기반의 집적회로Integrated Circuit를 내장한 카드, 초소형 컴퓨터라고도 볼 수 있는 카드였습니다. 1메가바이트 이상의 데이터를 저장할 수 있을 뿐만 아니라 데이터를 암호화 하거나 특정 규격의 컴퓨터와 호환되도록 프로그래밍할 수 있어서 보안성도 무척 높았죠. 2003년부터 거의 모든 신용카드가 IC 신용카드로 발급되어왔고, 이미 은행 자동입출금기는 IC 카드만 지원 중입니다. 이제 IC 카드가 없으면 사회생활이 불가능할 지경이지요. 과장만은 아닙니다. 제가 해봤는데, 불가능하더라고요.

마그네틱 카드의 폐해

작년 말 태국 여행 후 귀국길이었습니다. 방콕 돈므앙 공항에 도착해서 알았습니다. 호텔 카운터에 지갑을 두고 왔다는 걸요. 당장 호텔에 돌아가 찾아오는 게 불가능하진 않았지만 무모해보였습니다. 다행히 친절한 호텔 직원이 지갑을 챙겨주는 것도 모자라 내일 EMS로 보내주겠다고 얘기해줘서 안심했죠. 동행한 친구가 있었기 때문에 돈을 걱정해야하는 상황은 아니었습니다. 나중에 갚겠다고 말하고 밥도 먹고 쇼핑도 했습니다. 하지만 인천공항에서 헤어지면서 친구가 돈을 빌려주겠다고 할 때는 거절했습니다. 더 이상 신세지는 것도 미안했고, 오래전에 함께 들고 다니며 번갈아 쓰던 신용카드가 집에 있었거든요. 그걸로 며칠쯤 지내면 되겠지 했습니다. 다음날 출근길부터 문제가 생길 줄은 꿈에도 생각하지 못했습니다.

출근길에 집 앞 편의점에 들렀습니다. 마지막으로 산 게 언제인지 기억도 안 나는 버스카드를 사기 위해서요. 이 신용카드에는 교통카드 기능이 없었죠. 교통카드 기능은 RFID 태그가 담당합니다. 신용카드에 IC 칩 말고, 아주 미세하게 돌출된 부분이죠. RFID 태그 역시 반도체로서 식별정보가 입력돼있습니다만, 안테나이기도 하다는 점에서 IC 칩과는 다르죠. 굳이 접촉하지 않더라도 단말기의 전파에 반응하며, RFID 태그의 정보를 송출할 수 있습니다. 다만 RFID 태그가 뭔지는 알아도, 버스카드를 현금으로만 살 수 있는 줄은 몰랐습니다. 현금카드 기능까지 합쳐진 신용카드를 사용 중이었죠. 즉, 제게 현금카드는 태국의 한 호텔에 놓고 온 신용카드뿐이었습니다. 통장에 돈이 있어도 쓸 수 없는 상황이라는 걸 비로소 깨달았습니다. 신용카드만 가지고 며칠을 지내야겠구나 생각하면서 택시를 잡았습니다.

신세가 있는 회사 동료에게 치킨과 맥주를 사기로 한 날이었습니다. 5회말까지 프로야구를 보면서 마셨습니다. 여독이 안 풀렸는지 길게는 못 앉아있겠더군요. 무거운 몸을 일으켜서 카운터에 카드를 내밀었습니다. 제 카드를 인식하지 못했어요. 수차례 긁어도 안 됐죠. 아침에 택시에서 분명히 긁었는데 이게 뭔가 싶었습니다. 당황스러워서 신용카드를 받아들고 보니, 마그네틱이 붙였다 잘못 뗀 스티커 흔적만큼 남아있었습니다. 오히려 아침에 택시에서 결제가 된 게 기적이었죠. 천천히 한 번만 더 긁어보자는 모자란 말을 덧붙였습니다. 동료에게 갚을 빚은 두 배로 늘었습니다. 술값을 내고 나오는 동료에게 3만원을 빌렸습니다. 적어도 버스카드는 살 수 있었습니다.

집에 도착해서 컴퓨터를 켜니 해외 온라인 숍에서 대금결제요청메일이 와있었습니다. 해외의 작은 온라인숍의 경우, 먼저 재고를 파악하고 정확한 금액을 메일로 보내주곤 합니다. 마그네틱 문제이니 온라인 결제는 문제가 없을 줄 알았습니다. 그런데 CVC 번호가 애매했죠. 서명란이 지워질 대로 지워져 숫자 두 개가 희미했습니다. 가운데 5는 확실했는데, 처음과 끝자리가 지팡이 모양만 남아있었거든요. 아라비아 숫자 가운데서는 8, 9, 3, 2에 지팡이 모양이 있습니다. 상당히 근거가 있다고 생각했는데 ‘859, 858, 853, 852…’ 어떤 숫자도 승인되지 않았어요. 가운데 5가 설마 6인가, 라고 의심하고 나니 의욕이 사라졌습니다. 의욕이 사라진 자리에 부아가 치밀었습니다. 지갑이 도착하는 게 빠를지, 카드를 재발급 받는 게 빠를지 인터넷 검색을 통해 가늠해보면서 그날 밤을 보냈습니다.

NFC를 이용하는 모바일 결제 서비스

진작에 스마트폰 결제서비스를 이용했다면 벌어지지 않았을 일입니다. 2015년 여름 즈음부터 ‘애플 페이’, ‘안드로이드 페이’, ‘삼성 페이’등의 서비스가 본격화되었습니다. 주로 NFC근거리무선통신을 활용했습니다. NFC 역시 반도체이자 안테나로서 RFID와 유사하지만, 양방향 통신이 가능하다는 점에서 결정적으로 다릅니다. NFC가 내장된 스마트폰은 단말기가 될 수도 태그가 될 수도 있죠. 예컨대 매장 결제 시에는 태그로서 기능하지만, 다른 교통카드의 잔액을 확인할 때는 단말기가 될 수도 있는 거죠. 스마트폰에서 자기장을 생성해 기존의 마그네틱 인식 단말기에서도 사용가능한 MST자기보안통신 방식도 있긴 합니다만, 당분간 모바일 페이에서 NFC 만큼 뜨거운 화두는 없을 듯합니다.

※ 본 칼럼은 반도체/ICT에 관한 인사이트를 제공하는 외부 전문가 칼럼으로, SK하이닉스의 공식 입장과는 다를 수 있습니다.

여러분은 반도체에 대해 얼마나 알고 계신가요? 우리 주변에 반도체가 가까이 있고, 반도체 덕분에 편안한 일상생활이 가능하다는 것은 자주 들어서 모두가 알고 있을 거예요. 하지만 반도체 전공자가 아닌 이상, 반도체 관련 지식에 대해 정확히 알고 계신 분들은 많이 없으실 것 같은데요. 그렇지만 아직 속단은 이릅니다! 반도체에는 전문적인 용어와 같은 어려운 내용 외에도 우리들이 쉽게 이해할 수 있는 유익한 정보들이 많이 있기 때문인데요. 그런 의미에서 이번에는 반도체와 친해져 보는 시간을 가져보면 어떨까요? 우리들이 알지 못했던 반도체 이야기, 지금부터 함께 알아보러 떠나볼까요?

Q. 반도체를 가장 처음으로 발명한 사람은 누구인가요?

▲ (왼쪽부터) 존 바딘, 윌리엄 쇼클리, 윌터 브래튼

‘전구’하면 에디슨이 떠오르지만 ‘반도체’하면 처음 발명한 사람이 누구인지 잘 떠오르지 않죠? 그 이유는 바로, 반도체가 처음부터 완성품으로 발명된 것이 아니기 때문입니다. 현재의 반도체 역할을 하는 최초의 발명품은 ‘트랜지스터’라고 볼 수 있는데요. 여기서 반도체는 논리적인 수식을 전기적인 신호를 이용해 제어할 수 있는 역할을 한다는 것을 의미합니다. 맨 처음 멀리 떨어져 있는 사람들이 메시지를 주고받기 위해 전기 신호를 개발하게 되었고, 끊김 현상이 심한 전기신호를 증폭하기 위해 다음으로 진공관이 개발되었습니다. 하지만 유리로 만들어진 진공관은 깨지기 쉽고 발열이 심해 이를 전자소자로 대체하기 위한 연구가 진행되었는데요. 그 과정에서 1947년 벨 연구소의 윌리엄 쇼클리, 월터 브랜튼, 존 바딘 등 3명이 바이폴라접합 트랜지스터를 개발하며 세계 최초의 반도체를 만들게 되었습니다. 트랜지스터란 명칭은 전도성(Transconductance or Transfer)과 배리스터(Varistor: Variable Resistor, 반도체저항소자)의 합성어라는 사실, 꼭 알아두세요!

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Q. 우리가 흔히 접하는 전자제품 속에도 반도체가 활용되고 있나요?

▲ 다양한 반도체가 포함되어 있는 노트북

실제로 우리 주변에서 반도체가 내장되어 있지 않은 전자 제품을 찾아보기 힘들다고 해도 과언이 아닙니다. 학교생활에 필수인 노트북부터 항상 손에서 떨어지지 않는 휴대폰 집으로 가는 버스와 지하철의 교통카드리더기, 집에서 만나는 TV, 전기밥솥, 냉장고 등 우리가 걸어다니고 생활하는 곳곳에서 만나는 거의 모든 기기들 안에는 반도체가 들어있다고 할 수 있는데요. 또한 다양한 전자기기들에는 한 개의 반도체가 아닌 다양한 반도체가 탑재되어 있는데요. 스마트폰만 하더라도 정보를 저장하는 NAND Flash와 정보를 빠르게 읽고 쓸 수 있게 하는 모바일 DRAM을 한패키지에 구성한 MCP, 카메라 기능을 위한 CIS, 컴퓨터의 CPU역할을 하는 AP 등의 반도체가 탑재되어 있답니다. 이렇듯 우리 주변에서 만나는 수많은 전자제품 안에는 각기 다른 역할을 하는 다양한 반도체가 탑재되어 있어 우리의 일상을 더욱 편리하게 도와주고 있습니다.

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Q. 반도체도 전자기기처럼 기대수명이 있나요? 그리고 가장 짧은 수명을 가진 반도체부품도 궁금합니다!

맞습니다! 반도체를 계속해서 쓸 수 있다면 좋겠지만 아쉽게도 반도체 역시 기대수명이 존재한답니다. 그 이유는 바로 ‘열’ 때문인데요. 무언가를 계속하여 마찰시키면 열이 발생하듯, 전자회로에도 전류가 흐르면서 열이 발생하게 된답니다. 이 열이 부품의 특성에 영향을 미쳐 수명을 짧게 만드는 것이지요. 반대로 열 전도율이 좋은 소재로 반도체를 만들면 내부에 생긴 열을 외부로 빠르게 전달할 수 있으므로 반도체는 안정되게 유지하고 수명을 연장시킬 수 있어요. 그래서 현재 반도체 산업 쪽에서는 반도체의 수명을 늘리기 위해서도 다양한 노력을 기울이고 있답니다.

▲ 반도체의 한 종류인 콘덴서 출처: 네이버 지식백과(http://terms.naver.com)

그럼 반도체 중에서도 가장 짧은 수명을 갖고 있는 반도체는 누구일까요? 수명이 가장 짧은 반도체 부품으로는 ‘콘덴서’가 있는데요! 콘덴서는 직류는 흐르지 못하게 하지만 교류는 통하게 해주며, 에너지를 모으는 역할을 하는 반도체 부품입니다. 보통 2000~3000시간의 수명을 갖고 있으나 온도에 영향을 받으면 1년도 못 쓸 수 있어요. 짧은 수명마저도 열에 쉽게 영향을 받아 깎일 수 있으므로 전자제품을 오래오래 사용하고 싶으시다면 열관리가 가장 중요한 관건이 되겠죠?

Q. 개발도상국이었던 우리나라가 첨단 산업인 반도체 분야에 강국이 된 것이 신기해요!

국내 반도체 산업은 1965년 미국계 기업의 국내 진출로 처음 도입되었습니다! 자체 기술로 본격 개발하기 시작한 년도는 1980년대 초인데요. 산업에 늦게 뛰어 들고 기술력도 부족했던 우리나라의 반도체 산업이 어떻게 오늘날 세계 반도체 산업을 주도 하게 된 것인지 세가지로 정리해 보았습니다.

첫 번째로는, 당시 국내 상황이 외국에 비해 저임금으로 노동력을 쉽게 공급할 수 있어 조립가공분야가 발전하기 좋은 환경이었다고 해요. 두 번째로는, 연구개발에서는 상호협력 체제를 구축하면서 정부의 적극적인 지원과 기업들의 공동연구가 선진국의 기술을 따라잡는 데 큰 공헌을 했다는 점입니다. 정부에서 1985년 세웠던 ‘반도체 산업 종합 육성 대책’이 그 예가 되겠네요! 마지막으로 반도체 산업에 뛰어든 기업 간의 치열한 경쟁 덕분에 더욱 품질 좋은 반도체가 생산되면서 지금의 반도체 산업이 있게 되었다고 하는데요. SK하이닉스도 국내 반도체 발전 역사를 함께 해오면서 지금까지 반도체 산업을 이끌고 있다는 점! 꼭 기억해주세요.

Q. 반도체 제작 공정에서 ‘물’이 중요하다고 들었어요! 반도체와 물은 왠지 거리감이 있어 보였는데, 정말로 물이 그렇게 중요한 요소인가요?

사람의 몸에서 가장 중요한 요소가 물이듯, 반도체를 만드는 FAB안에서도 물은 없어서는 안될 중요한 요소로 사용되고 있는데요. 첫번째로 반도체 제조공정 중의 ‘세정’ 단계에서 사용되는 물을 말할 수 있습니다. 세정 공정은 식각, 노광, 증착공정 등의 반도체 공정 전후 단계에서 반드시 거쳐야 하는 필수 공정으로, 웨이퍼 가공 공정시 혹은 운송시에 웨이퍼 표면에 달라붙은 미세한 먼지를 제거하는 과정을 거치는데요. 이때 대량의 물이 사용된답니다. 반도체가 점점 미세화되어 감에 따라 아주 작은 이물질이더라도 꼭 제거해야만 정확히 동작하는 반도체가 될 수 있기 때문에, 물이 필요한 세정공정은 당연 필수공정이랍니다.

▲ 세정 공정에서 사용되고 있는 물

또한 반도체 공정에서 각종 가스 등 화학물질을 사용하는데요. 외부 배출시 오염된 물질이 없도록 정화하는데 이를 세정하는 것도 바로 물입니다. 반도체 공정이 이루어지는 클린룸의 온습도 조절에도 물이 사용됩니다. 클린룸은 항상 일정한 온습도를 유지해야 하기 때문이지요. 하지만 반도체 공정에서 쓰이는 물은 일반 물보다 더 등급이 높은 ‘초순수 물’이라고 합니다. 반도체가 얼마나 민감한 아이인지 잘 이해가 가는 부분이 될 수 있겠네요!

Q. 그렇다면 반도체 공정에서 ‘클린룸’이 정말 중요한 역할을 하겠네요! 어떻게 그렇게 먼지 하나 없게 유지 할 수 있는 걸까요?

아주 작은 먼지에서도 문제가 발생할 수 있는 반도체 공정에서 클린룸은 가장 기초적이고 많은 주의를 기울여야 하는 공간이에요. 그러므로 클린룸을 안전하게 유지하기 위해서는 바깥 대기환경에 존재하는 오염요소들에 대해서도 보호된 환경이 필요한데요. 클린룸에서는 내부공기 순환과 방진복 착용을 통해 먼지 하나 없는 공간을 유지할 수 있습니다. 클린룸 내의 공기 순환 구조는 천장과 바닥에 설치된 필터와 순환기를 통해 24시간 쉬지 않고 항상 맑은 공기가 순환될 수 있도록 설계 되어있어요. 이뿐만 아니라 공기 순환 구조는 더 완벽한 공기 청정도를 유지하기 위해서 365일 일정 습도와 온도를 조절 할 수 있는 기능도 있다는 사실! 정말 신기하지 않나요?

▲ 클린룸 내부 모습

또한 바깥 환경에서 입던 옷은 미세한 먼지가 많아 클린룸 내부에 치명적일 수 있기 때문에 항상 깨끗한 방진복으로 갈아 입고 클린룸을 입장해야 합니다! 반도체가 만들어지는 바로 그 곳, 클린룸과 청정도에 대한 자세한 이야기가 궁금하시다면 SK하이닉스의 블로그를 참조하세요!

<< ‘클린룸&청정도’ 더 자세히 알아보기

Q. 반도체에 대한 정보를 쉽게 접할 수 있는 방법이 있을까요? 비전공자도 이해할 수 있을 만한 추천방법들을 소개해주세요!

평소 반도체에 대한 관심이 많으셨다면 학회나 세미나에 참여해보는 것이 가장 좋을 것 같습니다. 정기적으로 진행되는 포럼부터 기업에서 진행하는 다양한 세미나가 상시적으로 열리고 있기 때문에, 검색을 통해 쉽게 정보를 얻으실 수 있어요. 반면 반도체에 대한 상식이 전혀 없는 초보자라면, 반도체 전시회를 통해 반도체에 대해 알아가는 것도 하나의 방법이 될 수 있는데요. 직접 반도체를 볼 수 있고 모르는 부분은 설명을 들을 수 있어서 반도체를 잘 모르는 사람에게도 유용하답니다. 국내 제일 큰 규모와 다양한 프로그램으로 자리 잡은 전시회로 국제반도체 대전인 i-SEDEX와 반도체 제조기술 전시회인 세미콘코리아에 견학해보시는 것을 추천하고 싶네요!

<< ‘2015 i-SEDEX’ 더 자세히 알아보기

<< ‘세미콘코리아 2016’ 더 자세히 알아보기

Q. 반도체를 쉽고 재미있게 접할 수 있는 방법이 있을까요? 책이나 영화, 관련 사이트가 있다면 추천해주세요.

▲ 쇼클리가 들려주는 반도체 이야기 출처 : 네이버북스(http://book.naver.com)

반도체를 딱딱하고 어렵다고 생각하신 분들에겐 가볍게 읽으실 수 있는 <쇼클리가 들려주는 반도체 이야기>를 추천합니다. 노벨 물리학상을 받은 저자 ‘쇼클리’는 처음부터 독자를 ‘청소년’으로 설정하여 글을 썼기 때문에, 우리가 기존에 접했던 반도체 관련 도서보다 한결 이해하기 편하실거예요. 반도체에 관련해서 독자가 가질 수 있는 질문들에 대한 답변이 대화체로 기술되어 있고, 중간중간 이해를 도와주는 삽화가 들어있어 정말 유용한 책이랍니다. 반도체에 대한 내용들이 선생님이 들려주듯 친절하게 서술되어 있으니, 반도체를 처음 접하거나 기존에 관심 있던 분들 모두가 보기 적합한 난이도라고 생각됩니다.

▲ 영화 <마이너리티 리포트(Minority Report)> 출처 : 네이버무비 (http://movie.naver.com)

혹시 활자로 반도체를 공부하기가 지루하다면 영화 <마이너리티 리포트(Minority Report)>를 감상해보세요. 2002년에 개봉된 이 영화의 주된 시간적 배경은 2054년으로, 2000년 초반에 사람들이 미래에 반도체가 어떻게 발전되어 있을지 예상한 모습들을 찾아볼 수 있는데요. 톰 크루즈가 연기한 ‘존 앤더튼’이 미래인 2054년에 투명 디스플레이를 손가락으로 터치하며 범죄가 발생한 현장을 살펴보는 장면이 특히 관객들의 눈을 사로잡았던 작품이랍니다. 영화 속에 나타나는 무기, TV, 카메라, 거리의 전광판까지 투명할 뿐만 아니라 접히고 휘어지기도 하는데요. 이러한 미래 전자제품이 실현되기 위해서는 반도체가 꼭 필요하겠죠? 2000년 초반에 상상한 2054년의 반도체가 들어간 IT기기 모습들 중에서 2016년 현재에 실현되어 있는 것들을 찾아 비교해보면서 재미있게 즐기듯 반도체를 공부하실 수 있으실 거예요.

마지막으로, 여러분이 지금 이 기사를 보고 있는 SK하이닉스 공식 블로그 ‘하이라이트’를 강력 추천 드립니다! SK하이닉스의 대학생 기자단 ‘영하이라이터’가 직접 작성한 게시물부터 전문 집필진이 작성한 게시물까지 보기 쉽게 잘 정리되어 있답니다. 반도체가 생소한 사람들을 위한 반도체 인포툰부터 반도체 전문기자가 들려주는 심도 깊은 반도체 이야기까지 반도체에 대한 다양한 정보를 얻을 수 있기 때문이죠. 하이라이트 블로그만 방문하셔도, 반도체 분야에 대한 새로운 소식과 발전 방향을 한 눈에 파악할 수 있으니 그야말로 ‘반도체 정보의 보고’ 라고 말씀드릴 수 있겠네요!

우리 생활을 편리하고 윤택하게 해주는 IT 제품! 요즘 IT 제품들을 살펴보면 외형에서 차지하는 디스플레이 비중이 상당히 커졌음을 알 수 있는데요. LCD와 OLED 디스플레이의 개발과 크기 및 화질이 점점 개선되면서, 디스플레이는 이제 IT 제품을 얘기할 때면 빼놓을 수 없는 부분이 되었습니다. 최근에는 웨어러블 디바이스의 flexible 디스플레이까지 개발되면서 앞으로 디스플레이의 변신도 많은 기대를 모으고 있는데요. 이러한 눈부신 디스플레이의 발전이 가능할 수 있었던 이유는 무엇일까요? 바로 디스플레이 반도체 TFT의 발전 덕분이랍니다! 정보의 저장과 연산 작업에만 쓰일 줄 알았던 반도체가 디스플레이에도 들어간다니, 놀랍지 않으신가요? 지금부터 디스플레이 반도체인 TFT에 대해 함께 살펴볼까요?

출처 : (좌측부터) 금호라디오박물관 (www.gumho.net), 삼성 디스플레이(www.samsungdisplay.com), LG 디스플레이 (http://www.lgdisplay.com)

과학기술이 발전하면서 고품질의 영상 기록물을 남기고 싶은 인간의 욕구는 점점 커져갔습니다. 이는 디스플레이의 발전을 불러왔는데요. 최초의 디스플레이는 브라운관으로 알려진 CRT였습니다. 1950년부터 2000년 초까지 1세대 디스플레이로서 TV 대중문화의 발전에 큰 기여를 했죠.

하지만 CRT는 치명적인 단점을 가지고 있었습니다. 바로 부피가 크며 소비전력이 높다는 것인데요. 이를 극복하기 위해 2000년 초에는 LCD, FED, PDP가 개발되었습니다. 그 중에서 LCD는 낮은 소비전력과 제품 수명이 길다는 장점을 바탕으로 FED와 PDP와의 경쟁에서 앞서나가게 되는데요. 현재 LCD는 2세대 디스플레이의 대표 주자로 전체 디스플레이 점유율 약 95%에 육박하며 최고의 전성기를 누리고 있습니다.

이런 LCD도 단점은 있는 법! 바로 투명하고 휘어지는 특성을 가진 미래형 디스플레이로서는 부적합하다는 것인데요. 미래형 디스플레이가 되려면 투명하고 휘어지는 소자의 특성을 가져야 합니다. 하지만 LCD의 광원인 BLU은 투명해지고 휘어지는 데 한계가 있어 LCD의 미래형 디스플레이로의 변신은 한계에 맞닥뜨리게 됩니다. 그래서 BLU 대신 자체발광 유기물질을 이용한 OLED가 미래형 디스플레이로 기대를 받게 되는데요. 최근 핫한 웨어러블 디바이스와 소형 모바일부터 고화질 대형 TV 디스플레이까지 사용되며 차세대 디스플레이의 대명사로 자리잡기 위해 LCD와 경쟁을 벌이고 있죠. 이런 디스플레이의 비약적인 발전이 가능했던 이유는 무엇일까요? 바로 디스플레이 반도체 TFT 때문인데요. TFT의 반응속도가 빠르게 개선되면서 LCD, OLED 디스플레이의 대형화와 고화질 구현이 가능해졌습니다. 디스플레이에도 반도체가 쓰인다니 놀랍지 않으신가요? 이러한 디스플레이의 발전을 가능케 한 TFT! 지금부터 디스플레이 반도체 TFT가 무엇인지 알아볼까요?

▲ 디스플레이 화면 속 픽셀 / 출처 : 위키백과 (http://ko.wikipedia.org/wiki)

디스플레이 반도체인 TFT는 Thin Film Transistor의 약자로, 얇은 박막이 쌓여있는 트랜지스터입니다. TFT는 반도체의 일종으로 전기적 신호를 제어하여 빛을 키고 꺼서 디스플레이를 하는 전자∙전기소자를 말하죠.

▲ RGB 속 TFT / 출처 : 위키백과 (http://ko.wikipedia.org/wiki)

디스플레이는 위 그림과 같이 다수의 픽셀로 구성되어있습니다. 또한 하나의 픽셀은 RGB(빨간, 초록, 파랑) 픽셀로 구성되어있습니다. TFT는 바로 이 RGB(빨간, 초록, 파랑) 픽셀 안에서 빛의 밝기를 조절하는 전기적 스위치 역할을 하게 되는데요. 즉 RGB 픽셀에서 나오는 빛의 유무를 TFT가 ON/OFF하여 발광 제어를 하는 것입니다. 만약 RGB 픽셀이 모두 켜지면 RGB 색이 모두 합쳐지게 되어 빛의 삼원색의 원리에 의해 흰색이 됩니다. 반대로 모두 꺼지면 빛이 나오지 않아 검은 색이 되어 픽셀에서는 빛이 나오지 않겠죠! 그런데 TFT는 어떻게 만들어 졌길래 전기적 스위치 역할을 하는 것일까요? 이는 TFT의 구조를 살펴보면 알 수 있습니다.

TFT는 전기적 스위치 역할을 위해 만들어졌기 때문에 트렌지스터의 한 종류인 MOSFET(모스펫)의 구조와 동작 원리가 매우 닮았습니다. 따라서 TFT의 구조와 동작원리를 이해하려면 먼저 MOSFET의 구조와 동작원리를 살펴 보아야 하는데요. 모스펫은 소스, 게이트, 드레인, 옥시드의 4가지 단자로 이루어져 있고, 모스펫의 단자 용어는 물의 흐름에서부터 나온 것인데요. 이때 물은 전자라고 생각하면 쉽게 이해할 수 있죠! 모스펫은 한마디로 전압이 스위치 역할을 하는 소자를 말한답니다.

아래 그림은 TFT의 종류 중 하나인 a-Si TFT의 구조입니다. 얇은 박막이 층층이 쌓여져 있는 것을 볼 수 있는데요. 모스펫과 구조가 매우 닮았죠?

▲ (좌측부터) a-Si TFT 구조 (게이트 전압 인가 시), MOSFET (NMOS) 구조

구조가 같은 만큼 같은 동작원리를 가지고 있어 TFT도 모스펫 처럼 전기적 스위치 역할을 담당하고 있습니다. 즉 디스플레이 구성 요소인 픽셀의 On/Off 스위치로 전기적 신호를 제어하죠.

그런데 왜 디스플레이에서는 모스펫 대신 TFT를 쓸까요? 그건 바로 구조의 최하단부에 위치한 기판의 차이 때문입니다. 실리콘 기판 위에 만들어진 모스펫은 빛이 통과해야 하는 디스플레이에 적합하지 않았습니다. 그래서 Glass 기판 위에 만들어지는 디스플레이에 사용할 모스펫을 만들었는데 그것이 TFT가 된 것이죠. 즉 TFT는 Glass 기판 위에 만들어져 빛의 투과율이 높아 모스펫 대신 디스플레이 반도체로 TFT를 쓰는 것이랍니다!

요즘 디스플레이 광고를 보면 ‘UHD’, ‘65인치 이상 대형 디스플레이’라는 단어를 쉽게 접할 수 있습니다. 이처럼 디스플레이 기술은 점점 고해상도와 대형화 방향으로 발전하였는데요. 따라서 픽셀 개수가 증가하였고 그만큼 표현해야 할 정보처리 양이 많아 문제가 되었습니다. 하지만 이는 TFT의 발전으로 인하여 해결될 수 있었는데요. 소형 LCD에 쓰이는 a-Si TFT부터 대형 디스플레이에 쓰이는 Oxide TFT까지! 지금부터 TFT에 대해 살펴봅시다!

아래 그림은 a-Si TFT의 구조입니다. 녹색 산화물 층의 형성 물질에 따라 TFT의 종류를 나눌 수 있고 어떤 물질을 쓰느냐에 따라 Source에서 Drain으로 가는 전자의 이동 속도가 결정되는데요. 비정질 실리콘을 사용한 a-Si TFT, 다결정 실리콘을 사용한 LTPS TFT, 산화물질인 IGZO를 사용한 Oxide TFT 등으로 구분할 수 있습니다.

▲ a-Si TFT 구조의 산화물 층

첫째, 비정질 실리콘으로 만들어진 a-Si TFT입니다. a-Si TFT는 공정 자체도 복잡하지 않고, 수율도 높아 초기 LCD에 사용되었습니다. 하지만 태생적인 한계가 있었으니 바로 낮은 전자 이동도였습니다. 앞에서 TFT는 전기적 스위치라고 설명드렸는데요. 스위치의 생명은 무엇일까요? 바로 빠른 반응속도죠! 집에서 형광등을 스위치로 켜고 끄는 데 2~3분씩 기다려야 한다면 무척 불편할 텐데요. 초기 LCD는 소형과 화질이 낮아 디스플레이에 표시할 신호 처리량이 많지 않았습니다. 그래서 전자의 이동속도가 다소 느린 a-Si TFT로도 충분했죠. 하지만 과학기술이 발전하면서 사용자들은 조금 더 크고 조금 더 선명한 디스플레이를 원했습니다.

▲ a-Si TFT를 사용한 LCD / 출처 : LG전자 (www.lge.co.kr)

그래서 a-Si TFT보다 빠른 전자 이동속도를 가진 TFT가 개발되었는데 이것이 LTPS(Low Temperature Polycrystaline Silicon) TFT입니다. 이는 a-Si TFT의 비정질 실리콘에 특수 레이저 공정을 더하여 실리콘 분자들을 결정 형태로 만들어 전자 이동도를 높인 것인데요. 덕분에 빠른 반응속도를 갖게 되었고 많은 신호처리를 신속하게 처리할 수 있게 되었습니다. 하지만 고온의 특수 레이저 공정은 이전 공정단계에 좋지 않은 영향을 끼치며 대형화에 적용할 때 이를 제어할 수 있는 기술 역시 상당한 난이도가 요구됩니다. 따라서 LTPS TFT는 신호 처리량이 많고 빨라야 하는 고해상도 디스플레이에 쓰이고 있습니다.

▲ (좌측부터) LTPS TFT를 사용한 LCD, Oxide TFT를 사용한 OLED / 출처 : 삼성전자 (http://www.samsung.com), LG전자 (www.lge.co.kr)

a-Si TFT의 단점을 보완하기 위해 만들어진 것이 LTPS TFT였으나 LTPS TFT 역시 제조 단가의 문제로 범용화 되지 못하고 있는 실정인데요. 그래서 개발된 것이 Oxide TFT입니다. Oxide TFT는 2가지 특성을 가졌습니다. 첫 번째는 a-Si TFT 처럼 가격이 저렴하다는 것과 두 번째로는 LTPS TFT 처럼 빠른 전자 이동도를 가졌다는 것입니다. Oxide TFT는 반도체 물질에 실리콘 대신 Oxide(산화물), 즉 In(인듐)+Ga(갈륨)+Zn(아연)+O(산소)가 결합된 IGZO라는 산화물을 이용하는데요. IGZO는 LTPS TFT의 재료가 되는 다결정 실리콘보다는 전자의 이동속도가 빠르지 않지만 a-Si 보다는 10배나 빠르다는 장점을 가지고 있습니다. 그리고 Oxide TFT는 a-Si와 비슷한 공정 프로세스를 가지고 있어 기존의 설비를 활용하기 때문에 무척 저렴하죠. 또한, 공정 기술 측면에서 대형 패널을 만드는 한계를 가진 LTPS TFT를 대신해서 대형 디스플레이 TFT의 대안으로 떠오르고 있기도 합니다. 이러한 장점들 덕분에 신호 처리량이 많고 빨라야 하는 중 대형 디스플레이에 쓰이고 있죠.

디스플레이 발전의 주역 TFT! 디스플레이 반도체 TFT의 역할과 종류가 무척이나 흥미롭지 않으신가요?