Semiconductor and Our Lives PDF

1장. 반도체와 우리 생활 담당교수: 차 민 철 반도체와 우리생활 1 반도체와 우리 생활  반도체에 대해 알아보자 현재를 파악하고 미래를 대비하자. 반도체 산업을 통해서… 문명사적인 시대 전환 인식 국가 산업 정책에 대한 견해 뉴스 보도 이해...

1장. 반도체와 우리 생활 담당교수: 차 민 철 반도체와 우리생활 1 반도체와 우리 생활  반도체에 대해 알아보자 현재를 파악하고 미래를 대비하자. 반도체 산업을 통해서… 문명사적인 시대 전환 인식 국가 산업 정책에 대한 견해 뉴스 보도 이해 미래 사회에 대처 2 반도체와 우리 생활  반도체 산업과 기술의 흐름 미국 라스베가스 CES(Consumer Electronics Show) - 분야별 리스트, 기조 연설자를 보면 반도체 산업의 향방을 알 수 있다. 미 반도체 기업 AMD의 리사 수 CEO(최고경영자)는 CES2023 기조연설 “팬데믹(코로나)은 우리가 하는 모든 일에 반도체가 절대적이라는 사실을 분명히 했다”며 “사실상 모든 제품, 모든 서비스, 우리 삶의 모든 경험은 반도체에 의해 구동된다”고 말했다. 3 반도체와 우리 생활  반도체 산업과 기술의 흐름 CES2024 Topics 5G ACCESSIBILITY ADVANCED AIR MOBILITY ARTIFICIAL INTELLIGENCE AUGMENTED & VIRTUAL REALITY CRYPTOCURRENCY & NFTS DESIGN, SOURCING & PACKAGING DIGITAL HEALTH ENTERTAINMENT & CONTENT FAMILY & LIFESTYLE FITNESS & WEARABLES FOOD TECHNOLOGY GAMING & ESPORTS HOME ENTERTAINMENT MARKETING & ADVERTISING ROBOTICS & DRONES SMART CITIES SMART HOME SPACE TECHNOLOGY SPORTS TECHNOLOGY STARTUPS SUSTAINABILITY TRAVEL & TOURISM VEHICLE TECHNOLOGY 4 WEB3 & METAVERSE 반도체와 우리 생활  반도체 ‘반도체’는 특정 물질을 일컫는 단어 종종 ‘반도체 트랜지스터 (반도체 소자)’, ‘반도체 산업’, ‘반도체 기술’을 지칭 (1) 국가 경제의 근간 (2) 군사력의 핵심 (3) 세계 패권 경쟁의 중심 (4) 디지털 사회의 인프라 힘의 근원은 '아는 것'이고 현 시대는 그 '앎'의 근원이 반도체로부터 나온다. 플랫폼 경제의 심장은 데이터 센터, 세포는 반도체, 뇌는 AI 네어버 데이터센터 (춘천) 건설비 1,500억 2013년 준공 5 반도체와 우리 생활  반도체: 국가 경제의 근간 세계적으로 반도체 시장 연 6% 성장 예상 국가 경제의 근간: 제조업, 서비스업의 필수 부품 (1980년대 이후: ‘산업의 쌀’) 20세기 산업: 비스마르크 ‘철혈재상’ “(국경은) 연설이나 다수결에 의한 결정들에 의해 좌우되는 것이 아니라 철과 힘에 의해 결정된다.” 태평양전쟁 말 미국B-29 폭격기 일본 기타규슈 하치만 제철소 폭격 지금 시대에는? 우리 나라 GDP의 7%, 수출의 20% 1992년 이후 수출 품목 1위 반도체 수출 매해 약 10% 증가 세계 시장 점유율: D램메모리 72%, 낸드플래시 메모리 45% 6 반도체와 우리 생활  반도체: 국가 경제의 근간 * 국가는 경제공동체 7 반도체와 우리 생활  반도체: 군사력의 핵심 반도체 칩은 원래 미사일 제어용으로 개발 되었다. 마하 5~10 극초음속 미사일의 두뇌는 반도체 칩 (북한에게 누가 반도체를 공급하였는가?) 핵 < 미사일 < 반도체 2020.9 아제르바이젠-아르메니아 전투 드론의 승리 튀루키예(배후 이스라엘?)가 지원한 아르메니아 드론의 승리 이 작은 전쟁을 군사 전문가들은 세계 전사를 바꾼 전쟁으로 평가 ★‘바이락타르’라는 튀르키에 청년을 아십니까? 북한의 무인기는? 러시아-우크라이나 전쟁은 드론 전시장? AI음향센서를 탑재 러시아 탱크를 식별하여 공격 TB2 드론 (2022.08 전파방해와 새로운 GPS 단말기 우크라이나 독립일 기념 전자전의 중요성 부각 퍼레이드) 8 반도체와 우리 생활  반도체: 국제 패권 경쟁의 중심 2022.04 미국 대통령 바이든: 반도체 ‘가치동맹 벨류체인’ 칩4동맹(미국,일본,대만,한국) 제안 이것이 바로 인프라입니다 중국 공산당은 반도체 공급망을 재편해 지배하는 침략적인 계획를 품고 있다 우리 미국이 다시 세계를 리드하겠습니다 9 반도체와 우리 생활  패권전쟁 (1) 1900-1940년 제국주의/ 군사력 1870년 석유왕 록펠러 '스탠다드 오일' 1911년 영국 처칠 영국 해군 연료를 석유로 바꾸기로 (진정한 석유왕은 처칠) 1,2차 세계 대전에서 승리 1932년 오스만 제국이 물러난 곳에 영국의 도움으로 사우드 왕가 독립국가 10 반도체와 우리 생활  패권전쟁 (2) 1940-1980년 냉전/ 석유 무기화 1941년 일본 진주만 공격은 동남아 석유를 확보하기 위한 전략 1944년 브레튼우즈 회의: 전후 금융 질서 확립, 달러 기축 통화-금 가치에 고정 1944년 영미석유협약 (이란은 영국, 사우디는 미국, 이라크-쿠웨이트는 공유) 영미가 손을 잡고 소련의 중동 진출 저지 미국 사우디에 석유회사 Aramco 설립/ 석유 달라 결제 영국 이란의 팔레비 왕가 지원 거대석유기업(7Sisters) 중동 석유 지배, 가격 결정 1948년 이스라엘 건국 (1차 중동전쟁) 1956년 이집트 수에즈 운하 국유화 (2차 중동전쟁) - 영-프랑스 수에즈 철수 1960년 사우디, 베네주엘라 주동 OPEC 결성 (Organization of the Petroleum Exporting Countries) 1967년 3차 중동전쟁 (아랍의 이스라엘 점령 시도, 6일 전쟁) 시나이 반도, 골란고원, 예루살렘&베들레헴 점령 1970년대 OPEC의 시대/ 미국 석유 공급 부족 1971년 미국 달러 금태환 포기 1974년 사우디 달러로만 석유 결제 결정 1974년 1차 오일 파동(4차 중동전쟁-이집트의 이스라엘 기습) 사우디 야마니 석유 감산, 많은 나라 친아랍 선언, 중동 석유 무기화 -> 영국 북해 석유 개발 11 반도체와 우리 생활  패권전쟁 (3) 1980-2020년 세계화/ 자본의 무기화 1979년 이란 혁명 (자원 민족주의 등장)/ 이란-이라크 전쟁 (8년) / 2차 오일 파동 1979년 미중 수교/ 중국 개방 1983년 뉴욕상품거래소에 WTI 지수 등장 (시장이 석유 가격 결정) 석유는 상품. 미국(영국) 주도의 거대 금융 질서에 편입 1985년 플라자 합의(미,영,독,프,일) 재무 장관 소집. 달러 약세 합의 1990년 이라크 전쟁 (후세인 쿠웨이트 침공) - 제1차 걸프전 1991 소련(소비에트 연방) 해체 (냉전 종식): 미-소 양극체제->미국 단일 주도 세계화 자본의 힘 극대화: 거대 다국적 기업 (인수 합병) 등장-> 미국 시장 1위 엑손모빌 등장 신자유주의: 시장 중시, 자유무역 (관세 인하), 규제 완화 (정부 역할 최소화) ->FTA 중앙아시아 석유 지배력을 향한 투쟁: 중동 무장단체 등장 2001년 중국 WTO 가입->유례 없는 경제 성장, 석유 수요 급증 2003년 이라크 전쟁(8년) (미국 영국 이라크 침공, 9.11테러 대응전?) - 제2차 걸프전 2007-8년 세계 금융위기('리먼 쇼크'에서 시작 전세계로 확산, 달러 기반 금융) OPEC 분열/탈퇴 * 석유 (석유는 단지 에너지의 문제가 아니다). 자본 지배력을 떠 받치는 힘. * 피케티: 자본수익률 > 실물 경제 성장률 미국, 영국 등에서 제조업이 사라지고 금융업만이 남는다. * 우리나라: 무역으로 먹고 사는 우리나라는 세계화의 수혜를 받은 나라 반도체 생산 선도 국가로 등장 세계 5대 석유 수입 국가 12 반도체와 우리 생활  패권전쟁 (4) 2020-2060년: 반도체 대전/ AI혁명/ 탄소 제로 2014년 셰일 혁명(프래킹 기법: 수압파쇄+수평 시추, 양적완화에 따른 값싼 대출) -> 2018년 미국 세계1위 산유국 보호무역으로 회귀 중동에서의 미군 철수 2018년 이후 미중 갈등 중국의 빠른 성장 코로나 팬데믹 / 우크라이나-러시아 전쟁 ->공급망 문제 부각 반도체 생산 핵심 가치로 부상 2022.11.30 ChatGPT3.5 출시 탄소 제로 (신재생 에너지, 기후변화, 수소에너지, 원자력?) 13 반도체와 우리 생활  반도체가 우리 생활에서 갖는 의미 문명사적 전환기: 인공지능, 로봇, 사물인터넷, 빅 데이터, 클라우딩, 자율주행, 3D 프린터, 퀀텀 컴퓨팅, 나노기술, 바이오, 신소재, 에너지 저장기술 현재 초등학교 입학 아동이 약 20년 후 사회에 진출할 때 70% 정도가 현재 존재하지 않는 새로운 일자리를 갖게 되는 시대 사람의 일자리 대체 자율주행 무인자동차 인공지능 법률 자문, 면접, 기사작성, 회계감사, 민원처리 로봇 약사, 조리사 3D 프린팅 간이식(?) 디지털 전환(digital transformation): - (긍정적 영향) 경제 시스템 진화, 단순노동 대체, 의사결정의 신속성/객관성 증대, 생산성 향상, 품질 향상, 운영 효율성 증대 등 - (부정적 영향) 개인정보 오남용, 보안 문제 증대, 시스템 신뢰도 저하, 지속가능성 저하, 경제적 격차 확대, 사회 갈등 증대, 기술(인공지능) 윤리 문제 야기 등 14 반도체와 우리 생활  4차 산업혁명 다보스 포럼: 매년 초 스위스 알프스 산골 스키 리조트 다보스 각계 전문가 2,500명 지구촌이 직면한 도전과 기회에 관한 논의 2016 다보스 세계경제포럼 슈밥(Schwab)교수가 처음 쓴 말 현재 우리가 맞닥뜨린 과제 중 가장 중요한 문제는 새로이 등장하는 과학기술 혁명을 어떻게 이해하고 만들어 나갈 것인가 오늘날 우리는 삶과 일, 인간관계의 방식을 근본적으로 변화시키는 혁명의 문 앞에 서 있다. 그 규모, 속도, 범위, 복잡성을 미루어 볼 때, ‘제 4차 산업혁명＇은 과거 인류가 겪었던 그 무엇과도 다르다. => 초연결, 개인화 (융합, 지능화) 새로운 비즈니스 모델의 등장, 기존 시스템의 파괴, 생산과 소비, 운송과 배달 시스템의 재편 일과 소통하는 방식, 자신을 표현하고 정보를 교환하며 여가를 즐기는 방식에서 패러다임의 전환 4차 산업혁명은 처음 있는 일: 사회 전체 시스템의 변화를 수반 과학기술과 사회가 공존하는 방법 모색 신기술, 새로운 세계관, 경제체제, 사회구조 변화 15 반도체와 우리 생활  농업혁명 농업혁명(1만년전) 수렵-채집 생활->농경생활 정주생활 인구증가, 성읍 등장 국가(중앙집권적 정치조직), 사회계급(귀족, 노예) 문자 발명 신석기문명(청동기,철기문명) 앨빈 토플러- 제1의 물결 유발 하라리 사피엔스: History’s Biggest Fraud 안락함? 지배자의 안락함, 농부의 삶은 수렵채집인 보다 고달프다 작물화? 농부는 밀 재배에 매였다. ‘인간이 밀을 길들인 것이 아니라 밀이 인간을 길들였다‘-식물다양성 파괴 가축화? 인간의 마음에 들도록 동물을 조작-동물다양성 파괴 16 반도체와 우리 생활  산업혁명 산업혁명(18세기 이후) 농업->제조업 증기기관 발명(석탄) 근대도시 등장 시민국가 등장 철도, 공공학교, 하수도 오케스트라 등장 Mobile 기반 엘빈 토플러: 제2의 물결 제3의 물결(정보화) 제레미 리프킨:목재 ->석탄 석탄->석유 전기에너지 수소에너지 진공관 반도체트랜지스터 ->VLSI(집적회로) ->AI 17 반도체와 우리 생활  반도체혁명 디지털화, 지능화 기반 과학기술이 모든 것을 완전히 바꿀 것이다. 속도와 규모: 2007년iPhone ->2015년 20억명 스마트폰 사용 스마트공장 smart factories 맞춤생산 customization 다품종소량생산 친환경, 저에너지 소비 제조기반 구현 융합: 나노기술, 생명공학, 의료기술, AI, 재생에너지 Ambient computing (따로 요청하지 않아도 요구를 예측, 필요한 순간 우리를 도우며 인간 생태계의 일부로 자리 잡는다) 양극화 심화, 플랫폼 효과 경제학 무력화: 적은 노동력으로 많은 수익 창출 (자본으로 노동 대체) 한계비용이 제로 접근 규모의 경제학 불성립 18 반도체와 우리 생활  라디오/TV 1956년 진공관 라디오 오늘날 라디오 BEFORE AFTER 1966년 한국최초 금성 흑백TV 오늘날 TV 19 반도체와 우리 생활  전화기 1892년 스웨덴 에릭슨 1996년 삼성SH-100 1988년 모토놀라 전화기 BEFORE AFTER 1974년 체신1호 자동전화기 2007년 애플iPhone 출시 20 반도체와 우리 생활  컴퓨터 Magnetic-core memory, CPU 18×24 bits The 1946 ENIAC computer used BEFORE AFTER 17,468 vacuum tubes 노트북 Nand flash memory An IBM 650 at Texas A&M University 1956년 IBM 5MB 21 하드디스크 반도체와 우리 생활  놀이 BEFORE AFTER 게임 제기차기 22 반도체와 우리 생활  일상 지도 네비게이션 BEFORE AFTER 1600 영국 동인도회사 주식 오늘날 주식시장 23 반도체와 우리 생활  IC 집적도 Hwang’s law: 메모리 용량이 1년에 2배 1TB 1GB Moore’s law: 1MB CPU용량이 1.5년에 2배 1KB 24 반도체와 우리 생활  IC 집적도 집적도: 단위 면적 당 몇 개의 반도체 트랜지스터가 들어있나를 나타내는 말 Moore의 법칙: 2년마다 반도체 트랜지스터 집적도가 2배로 (실제로는 18개월마다) 늘어난 다고 인텔 창업자 Moore가 1965년 한 연설에서 말한 경험 법칙 Hwang의 법칙: 1년마다 메모리 반도체의 집적도가 2배로 늘어난다는 2002년 삼성전자 반 도체 총괄 사장 황창규가 주장한 법칙 Moore의 법칙은 무려 50년 동안 그 발전의 추세가 유지되었다. 단지 발전의 추세라기 보다는 살아 남기 위한 기술 경쟁이 얼마나 치열한가를 보여주는 잣대 집적도의 증가 -> 소자 크기(선폭)의 축소 - 소자 작동시간 절감 - 용량 증가 - 단가 절감 => 시장 선점 양적인 변화가 쌓이면 질적인 변화를 가져온다. 25 반도체와 우리 생활  반도체 혁명? 추억의 전파사 1967년 1970년대 1970년대 전화교환원 수기 은행통장 주판 교육 경비 아저씨 시급 오르니 80만원 서빙로봇 등장 1970년대 26 ‘종로에서 만나자’ 반도체와 우리 생활