［서지은 시민기자(청주시 흥덕구 사운로)］20세기 초부터 발달한 '반도체 기술'은 많은 발전과 변화를 거듭하며 21세기 대한민국의 대표 산업군이 되었다. '반도체 기술'은 현대 사회의 기반이 되는 중요한 요소 중 하나로 휴대폰, 컴퓨터, TV 등 일상생활 속에서 쉽게 접할 수 있는 다양한 IT 제품을 구성하는 기술이다.

'반도체'를 이해하기 위해서는 먼저 '전도체'와 '절연체'를 알아야 한다.

'전도체'란 전기가 통하는 물질로 금, 은, 동 등이 이에 속한다. 반대로 유리, 고무 등과 같이 전기가 통하지 않는 물질을 '절연체(부도체)'라고 한다.

그리고 '반도체'는 이 둘의 특성을 모두 가질 수 있는 물질을 말한다. 반도체로 가장 많이 사용되는 실리콘 외에도 게르마늄, 갈륨비소 등이 있다.

이러한 반도체는 상황에 따라 전기가 통하는 '전도체'가 되기도, 전기가 통하지 않는 '부도체'가 되기도 한다.

이때 등장하는 개념이 바로 '장벽전위'이다. 반도체 소자에서 전류의 흐름을 제어하기 위한 개념 중 하나로 실리콘과 같은 반도체 소재에 전류를 흐르게 하기 위해서는 특정 전압 레벨을 넘어가야 한다. 이 레벨을 '장벽전위'라고 한다.

반도체 소자인 다이오드나 트랜지스터의 경우 이러한 장벽 전위가 약 0.7V 정도이다. 쉽게 말해, 평소 부도체의 특성을 띄며 전기가 흐르지 않는 반도체를 전기가 흐르는 전도체로 만들기 위해서는 일정 수준 이상의 전압과 같은 에너지 공급이 필요한 것이다. 이를 통해 전류의 흐름을 제어하여 다양한 전자 기기 및 회로에서 다양한 작업을 수행할 수 있다.

현대 반도체 기술은 고도의 미세 가공 기술과 고성능 소자 설계를 결합하여 우리에게 빠르고 편리한 디지털 세계를 제공한다.

특히 반도체 기술의 성능을 평가하는 척도 중 하나인 '집적도'가 수십억 개의 트랜지스터를 하나의 칩에 집적해 내며 높은 성능을 보이는 데 성공하고 있다. 이러한 반도체 기술의 성능 향상을 통해 5G 네트워크, 인공 지능, 사물인터넷(IoT)와 같은 신 기술 발전에도 핵심 역할을 하고 있는 것이다.

앞으로도 높은 집적도, 낮은 가격, 좋은 성능 등 반도체 기술이 더욱 발전해가며 우리나라의 산업에 큰 도움이 될 것으로 전망된다.

이 기사는 지역신문발전기금을 지원받았습니다.