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읽던 책을 내려두고 주변을 둘러봅시다. 그리고 생각해 봅시다. 반도체가 들어있지 않은 전자기기가 있나요? 과연 반도체가 없는 우리의 삶은 어땠을까요? 스마트폰, 컴퓨터, TV 등 현대인들의 생활 중심에는 반도체가 있습니다. 반도체가 없다면 실시간으로 정보를 주고받는 편리함도, 고화질 영상과 게임의 즐거움도 있을 수 없겠죠. 여기까지 생각이 미치자 문득 궁금해지는 것이 있습니다. 반도체는 무엇이기에 우리의 삶을 이렇게 편리하게 만들었을까요?
반도체는 전기를 흐르게도 하고, 안 흐르게도 하는 특이한 물질입니다. 이런 신기한 물질은 1833년 영국의 물리학자 마이클 패러데이가 발견했습니다. 마이클 패러데이는 실험 중 온도에 따라 전기 전도성이 변하는 특이한 성질을 가진 물질, 반도체를 발견했습니다. 하지만 당시 기술로는 반도체의 특성을 명확히 이해하지 못했고, 활용하지도 못했습니다. 시간이 흘러 20세기에 접어들면서 양자역학이 발달하고서야 이론을 통해 반도체의 전기적 성질을 제대로 이해하게 됐습니다. 이후 반도체 물리학은 빠르게 발전했습니다. 반도체 안에서 전자가 어떻게 움직이는지 설명하는 에너지 밴드 이론, 페르미 디랙 통계 등의 이론이 등장했죠. 이런 이론들은 반도체를 더 잘 이해할 수 있도록 했습니다.
반도체의 특성을 이해한 과학자들은 인류 과학사에 한 획을 그을 발명품을 만듭니다. 바로 전류나 전압 흐름을 조절해 증폭하거나 스위치 역할을 하는 반도체 소자, 트랜지스터입니다. 1947년 존 바딘, 월터 브래튼, 윌리엄 쇼클리라는 세 명의 과학자가 전기 신호를 증폭하거나 전환할 수 있는 장치인 트랜지스터를 발명했습니다. 세 사람은 그 공로로 노벨 물리학상을 수상했죠.
트랜지스터는 전자기기를 소형화 하고 그 성능 또한 대폭 향상시켰습니다. 과거 전기를 공급하기 위해 필요했던 거대한 진공관을 트랜지스터가 대체하며 컴퓨터, 라디오, 텔레비전 같은 기기들이 더 작아지고 똑똑해질 수 있었습니다.
꽤 짧은 시간 동안 발전한 반도체 시장에서 한국은 우위를 차지해왔습니다. 뛰어난 기술력을 가진 인재들 덕분입니다. 앞으로도 반도체의 중요성은 더욱 커질 예정입니다. 생성 인공지능(AI), 5G, 자율주행차 등 미래 먹거리로 여겨지는 산업에도 반도체는 필수품이니까요. 중요한 반도체 산업을 이끌 인재, 바로 당신이 될 수도 있지 않을까요? 한 번 문제를 풀어봅시다.
틀린 문제가 많다고 낙담할 필요는 없습니다. 반도체의 A to Z를 아주 쉽게 정리한 ‘세상에서 가장 쉬운 과학 수업 반도체 혁명’이 있으니까요. 반도체 기술의 바탕이 되는 고체물리학부터 반도체 물리학까지 다양한 내용을 배울 수 있습니다. 뿐만 아니라 트랜지스터 발명으로 노벨 물리학상을 수상한 과학자들의 논문도 수록돼 있는데요. 엔지니어를 꿈꾸는 독자라면 우리의 생활을 180도 뒤바꾼 연구의 출발점인 논문도 꼭 한번 읽어보시길 추천드립니다.
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