메모리 반도체 시스템 반도체 | [3분차이] 메모리반도체와 비메모리반도체, 어떤 차이가 있을까? | D램 | 낸드플래시 | 시스템반도체 빠른 답변

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반도체는 메모리반도체와 비메모리반도체로 나뉜다는데요. 시스템반도체는 또 뭔가요? 낸드플래시, 디램 등 듣기만 하면 무슨 말인지 모르는 반도체의 기본상식을 알아봅시다!

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[틴틴경제] 메모리반도체와 시스템반도체 뭐가 다른가요?

이 중 메모리반도체는 데이터를 저장하는 역할을 하고, 시스템반도체는 연산·제어 등의 정보처리 기능을 갖고 있는 것이 특징입니다. 사람으로 치면 …

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Date Published: 8/3/2022

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반도체 파헤치기 上 헷갈리는 반도체 종류 완벽정리!

반도체는 크게 메모리 반도체와 비메모리 반도체 두 가지로 구분하는데요. 이 둘은 무슨 차이가 있을까요? 핵심은 정보를 ‘저장’하느냐 혹은 ‘처리’하느냐 …

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Source: www.samsungfundblog.com

Date Published: 10/29/2021

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메모리 반도체 vs 시스템 반도체, 차이점 한 눈에 살펴보기 …

메모리 반도체는 크게 기기의 전원을 껐을 때 정보의 소멸 여부에 따라 RAM과 ROM으로 구별된다. RAM은 기기의 전원을 끄면 저장된 정보가 사라지고 …

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Date Published: 4/16/2021

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메모리 반도체와 시스템 반도체란? – 위즈덤 아고라

반도체는 크게 메모리와 시스템 반도체 두 가지로 나뉜다. 둘의 가장 큰 차이점은 메모리 반도체는 정보를 저장하고 기억하는 반면 시스템 반도체는 …

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Date Published: 8/11/2021

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메모리 반도체와 시스템 반도체 (차이점, 팹리스, 반도체 소자 …

메모리 반도체란 말 그대로 메모리. 즉, 데이터를 저장하는 역할입니다. 어떻게 해야 작은 칩 안에 많은 데이터를 쌓고 관리할 수 있을지 고민하여 발전 …

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Date Published: 3/1/2021

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반도체 종류(메모리반도체 , 시스템반도체) – 네이버블로그

시스템반도체(=비메모리 반도체)는 데이터의 연산, 처리(제어, 변환, 가공 등)등 논리적인 정보 처리에 사용되는 반도체입니다. 시스템 반도체는 …

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Date Published: 10/20/2021

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메모리 반도체 시스템 반도체 차이 – 김과장의 IT쏙쏙

메모리반도체는 저장, 시스템은 정보처리 같은 두뇌 역할 더 고도의 기술 필요한 시스템 반도체 시장이 4배 더 커요 … 시스템반도체는 반도체의 한 종류 …

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Source: rlawlgus322.tistory.com

Date Published: 10/4/2022

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[3분차이] 메모리반도체와 비메모리반도체, 어떤 차이가 있을까? | D램 | 낸드플래시 | 시스템반도체
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주제에 대한 기사 평가 메모리 반도체 시스템 반도체

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  • Date Published: 2021. 3. 5.
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[틴틴경제] 메모리반도체와 시스템반도체 뭐가 다른가요?

[일러스트=강일구]

Q 우리나라는 반도체 산업이 강하다고들 하는데, 유독 시스템반도체는 약하다는 얘기를 신문에서 많이 봐요. 반면 영국 ARM, 미국 퀄컴 같은 회사들은 시스템반도체로 큰 이익을 남긴다고들 하는데, 시스템반도체는 어떤 반도체인지 궁금합니다. 이 반도체는 어떤 제품에 쓰이나요? 또 우리나라에도 시스템반도체를 만드는 회사들이 있나요?

시스템반도체는 반도체의 한 종류입니다. 반도체 산업은 용도에 따라 메모리반도체와 시스템반도체로 구분됩니다. 이 중 메모리반도체는 데이터를 저장하는 역할을 하고, 시스템반도체는 연산·제어 등의 정보처리 기능을 갖고 있는 것이 특징입니다. 사람으로 치면 메모리반도체는 기억을 잘하는 사람이고, 시스템반도체는 정보가 빠르고 계산을 잘하는 사람이라고 할 수 있겠습니다. 시스템반도체는 비메모리 또는 시스템LSI라고도 부릅니다.

우리가 늘 쓰는 스마트폰에도 시스템반도체가 들어갑니다. 애플의 아이폰5S 같은 경우 제품 하나당 반도체가 21개 들어가 있는데 18개가 시스템반도체, 3개가 메모리반도체입니다. 이 중 정보 처리 및 연산을 담당해 스마트폰의 두뇌 역할을 하는 모바일 애플리케이션프로세서(AP)가 대표적인 시스템반도체 제품입니다. 어떤 스마트폰에 듀얼코어(Dualcore) 프로세서가 탑재됐다고 하면 그 스마트폰은 머리가 2개 있다는 이야기입니다. 쿼드코어(Quadcore) 프로세서가 들어있다면 머리가 4개 있는 셈이고, 듀얼코어 프로세서보다 훨씬 정보를 빨리 처리할 수 있겠죠. 이런 이유로 모바일AP를 스마트폰 성능을 좌우하는 중요한 반도체라고 부릅니다.

얇고 가벼운 스마트폰에서 어떻게 사진을 찍을 수 있을까요? 역시 시스템반도체인 이미지센서(CIS)가 들어 있기 때문입니다. 이 반도체는 빛을 전기 에너지로 바꿔 이미지를 만들어내는데, 옛날 카메라의 필름 같은 역할을 한다고 보면 됩니다. 디지털카메라에도 역시 이미지센서가 들어갑니다. 필름이 들어갈 자리에 손톱만 한 칩이 들어가니 기기가 가벼워도 고품질의 사진을 찍을 수 있는 겁니다.

삼성전자·SK하이닉스는 메모리 1, 2위

스마트폰에서 쓰이는 여러 가지 기능을 한 번에 처리하려면 적지 않은 전력이 소모됩니다. 하지만 전력이 필요하다고 배터리를 두껍게 만들면 제품이 무거워져 불편하겠죠. 그 때문에 제조업체들은 얇은 배터리를 장착하고 시스템반도체인 전력관리칩을 답니다. 이 칩은 사용하지 않는 기능에 소모되는 전기량은 최소화하고, 배터리의 전력이 효율적으로 배분되도록 돕는 역할을 맡습니다. 이렇게 시스템반도체는 전력·빛·소리 같은 아날로그 신호를 제어하고 처리하는 역할도 할 수 있습니다. 이 밖에도 통신용 칩, 디지털 신호를 처리하는 칩(DSP) 등이 모두 시스템반도체로 분류됩니다.

세계 반도체 시장에서 메모리반도체는 20%를 차지하고 있습니다. 반면 시스템반도체가 차지하는 비중은 80%에 달합니다. 우리나라가 반도체 산업이 강하다고 말하는 이유는 메모리반도체 부문에서 점유율이 높기 때문입니다. 삼성전자나 SK하이닉스 같은 회사들은 메모리반도체의 종류인 D램·낸드플래시에서 세계 시장 점유율의 절반을 넘게 차지하고 있습니다.

메모리반도체는 대규모 시설투자가 필요한 제품입니다. 하나의 제품을 만들기 위해 300~400개의 공정이 필요하고, 수천 명의 엔지니어들이 협업해야 합니다. 하지만 먼저 대규모 투자에 나서 제품 개발에 성공하고 안정적인 생산기에 접어들면 그다음부터는 세계시장의 절반을 차지할 정도로 ‘승자독식’인 특징을 가지고 있습니다.

시스템반도체는 메모리반도체에 비해 구조가 복잡합니다. 메모리반도체는 정보를 많이 안전하게 저장하는 핵심기능만 만족하면 되지만, 시스템반도체는 여러 가지 정보 처리 능력을 갖추기 위해 여러 종류의 회로들을 한 기판에 집어넣어야 하기 때문입니다. 회로끼리 엉키면 제품이 제대로 작동하지 않기 때문에 고도의 정밀 설계 기술이 필요하다는 게 특징입니다. 또 메모리반도체처럼 제품 규격이 정해져 있지도 않습니다. 창의적인 설계 하나로 얼마든지 더 효율적인 시스템반도체를 만들 수 있는 것입니다.

CPU 만드는 인텔, 시스템반도체 최강자

그렇다면 유명한 시스템반도체 기업은 어떤 곳이 있을까요? 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)를 만드는 미국의 인텔이 전통적인 시스템반도체의 강자로 꼽힙니다. 또 최근 스마트기기가 널리 사용되며 여기에 들어가는 시스템반도체 칩을 만드는 미국의 퀄컴, 모바일용 AP의 설계도를 만드는 영국의 ARM이 새로운 강자로 떠오르고 있습니다. 영국 ARM 역시 스마트기기의 ‘두뇌’라고 할 수 있는 애플리케이션프로세서(AP)에서도 가장 핵심인 코어를 개발한 회사입니다. 전 세계 스마트폰·태블릿PC의 95%에 ARM의 기술이 쓰입니다. 퀄컴은 ARM 코어를 활용한 모바일AP ‘스냅드래곤’을 만드는 회사입니다. 지난해 매출이 21조원에 이릅니다.

설계 기술력 뛰어난 퀄컴은 공장도 없어

특이한 점은 두 회사 모두 생산공장이 없다는 겁니다. ARM과 퀄컴의 기술자들은 오로지 반도체 설계만 합니다. 필요한 설계를 사거나 직접 개발해서 만족스러운 성능이 나오면 대만이나 중국에 있는 반도체 공장에 제품 제작을 의뢰합니다. 이렇게 생산공장이 없는 반도체 기업을 ‘팹리스’라고 부릅니다. 반대로 설계는 하지 않고 의뢰받은 제품을 생산만 하는 반도체 공장은 ‘파운드리’라고 합니다. 기술력이 뛰어난 소수의 인력을 갖춘 회사는 설계에, 설비에 대규모 투자를 할 여력이 있는 회사는 생산에 집중해 서로 ‘윈윈’하는 공생관계인 셈입니다. 메모리와 시스템 반도체를 모두 개발·생산하는 삼성전자 같은 회사는 종합반도체업체라고 부르기도 합니다.

우리나라가 진정한 ‘1등 반도체’ 국가가 되려면 시스템반도체를 잘해야 한다는 지적이 나옵니다. 시장에서 차지하는 비중도 높고, 대규모 투자가 필요한 생산라인이 없어도 기술력만 갖추면 알짜배기 수익을 거둘 수 있기 때문이지요.

하지만 현재 시스템반도체 시장에서 우리나라 기업들이 차지하는 비중은 3% 정도로 매우 낮습니다. 그동안 한국 기업들은 빠르게 성장하기 위해 메모리반도체 사업에만 집중적으로 투자해 왔기 때문입니다. 시장의 80%를 차지하는 시스템반도체 부문에서도 경쟁력을 키우기 위해서는 앞으로 이 부문에 대규모 인력·자본 투자가 필요하다는 게 전문가들의 의견입니다.

조혜경 기자

반도체 파헤치기 上│헷갈리는 반도체 종류 완벽정리!

여러분은 반도체에 대해 얼마나 알고 계시나요? 컴퓨터에 들어가는 중요한 부품 정도로 알고 계시나요? 먼저, 반도체의 정의만 보자면 전기가 잘 흐르는 물질인 도체와 전기가 잘 흐르지 않는 부도체의 중간쯤 되는 물질을 말합니다. 그렇다면 반도체는 전기가 흐르는 걸까요, 안 흐르는 걸까요?

반도체는 ‘어떤 특정한 조건에서만’ 전기가 흐르는 물질입니다. 그 조건이란, 반도체의 온도가 높아지면 전기가 흐르고 반대로 온도가 내려가면 전기가 흐르지 않는 것인데요. 이러한 특별한 성질을 이용해 전자기기를 제어하거나 정보를 기억하는 장치를 만드는 것입니다.

| 메모리, 비메모리? 그게 무슨 차이야?

반도체는 크게 메모리 반도체와 비메모리 반도체 두 가지로 구분하는데요. 이 둘은 무슨 차이가 있을까요? 핵심은 정보를 ‘저장’하느냐 혹은 ‘처리’하느냐입니다. 메모리 반도체는 정보를 저장하고 기억하는 반도체, 비메모리 반도체는 연산과 추론 등 정보를 처리하는 반도체이죠. 그럼 메모리 반도체와 비메모리 반도체를 차례대로 알아볼까요?

| 메모리 반도체란?

메모리 반도체는 그 이름처럼 정보를 기억하는 역할을 합니다. 크게 램(RAM, Random Access Memory)과 롬(ROM, Read Only Memory) 두 가지로 나뉘는데요. 이렇게 나뉘는 이유는 이 둘이 정보를 기억하는 방식이 다르기 때문입니다. 아직 잘 모르시겠죠? 밑에서 자세히 설명드릴게요.

※ (좌) 램(RAM), (우) 롬(ROM)

1) 그래서 램(RAM)이 뭐에요?

예를 들어, 정보가 처리되는 공간을 우리의 방이라고 생각해 볼까요? 우리는 보통 책장에서 책을 꺼내 책상 앞에 앉아 읽습니다. 책상에 여러 개의 책을 쌓아놓고 읽기도 하고 또 치우기도 하겠죠. 여기서 책을 정보라고 한다면 책상 역할을 하는 것이 바로 램인데요. 이렇게 손만 뻗으면 자유롭게 정보를 읽고 또 지울 수 있어서 ‘Random Access Memory’라고 말하는 것이죠. 전원이 꺼지면 저장된 내용이 사라진다고 해서 휘발성 메모리로도 불립니다. 이러한 램은 정보 저장방식에 따라 다시 D램과 S램으로 나뉩니다.

■ DRAM (Dynamic Random Access Memory)

D램은 저장된 정보가 시간이 흐름에 따라 소멸되는 반도체입니다. 따라서 단시간 내에 주기억*으로 재충전시켜 주면 기억이 유지되기 때문에 컴퓨터의 기억소자*로 많이 쓰이는데요. 이렇듯 재충전하는 과정 때문에 ‘동적(Dynamic)’이란 이름이 붙었죠. 이러한 D램은 전체 메모리 반도체 시장의 53%를 차지하고 있는데요. 우리나라 반도체 기업들이 높은 점유율을 차지하고 있는 주력 분야 중 하나입니다. 용량이 크고 속도가 빠르기 때문에 컴퓨터의 메인 메모리, 그래픽 메모리, 스마트 TV 등에도 들어가고 스마트폰 및 태블릿 PC 등에도 모바일용 D램이 많이 사용되고 있죠.

*주기억: 컴퓨터 체계의 중앙처리 장치로서, 프로그램 실행동안 자료나 프로그램 설명에 빠른 속도로

접근하도록 해준다. 마이크로 컴퓨터 산업에서 램은 주메모리 혹은 핵심 메모리를 위해 사용되는 용어이다.

*기억소자: 컴퓨터의 연산회로 등에서 정보를 기억시켜 놓는 데 사용되는 소자

출처: 연합뉴스, 2020.08.20

■ SRAM (Static Random Access Memory)

S램은 전원을 공급하는 한 데이터를 유지하는 반도체입니다. D램과 달리 전원이 켜져 있는 동안에는 기록된 데이터가 지워지지 않기 때문에 ‘정적(Static)’이란 이름이 붙었죠. 게다가 데이터 처리속도가 매우 빠릅니다. 하지만 회로가 복잡하여 집적도*가 낮고, 값이 비싸다 보니 대용량으로 만들기는 어렵다는 단점이 있는데요. 때문에 그래픽카드 등 주로 소용량의 메모리로 사용됩니다.

*집적도: 1개의 반도체 칩에 구성되어 있는 소자의 수.

2) 그럼 롬(ROM)은 뭐죠?

앞서 책상을 램, 책을 정보에 비유했는데요. 우리가 자주 쓰지 않거나 책상에 올려두기 무거운 책들은 책장을 활용하죠? 책장은 책들을 넣어두고, 따로 정리하지 않는 이상 잘 치우지 않죠. 이렇듯 정보를 넣어두는 이 책장과 같은 메모리는 ‘Read Only Memory’, 롬이라고 합니다. 따로 지우지 않는 이상, 전력이 공급되지 않아도 정보가 사라지지 않는 특징을 가지기 때문에 비휘발성 메모리로도 불리죠.

대표적으로 컴퓨터 시스템의 기본 입출력 작업을 담당하는 입출력 시스템*이나 은행 ATM 기기를 이용할 때 사용되는 IC 카드* 등에 쓰입니다. 롬 안에서도 다양한 메모리가 있는데요. 그중 주목해야 될 것은 플래시 메모리입니다.

*입출력 시스템: 입출력 장치를 제어하는 프로그램으로, 보통 롬에 저장된다.

*IC 카드: Integrated Circuit Card의 줄임말로, 현금카드 등에 반도체 메모리 기억소자인 IC 메모리를

장착하여 대용량의 정보를 담을 수 있는 전자식 카드를 말한다.

■ 플래시 메모리(Flash Memory)

플래시 메모리는 전원을 끄면 저장된 정보가 사라지는 D램이나 S램과는 달리 전원이 꺼져도 저장된 정보가 사라지지 않는 비휘발성 메모리입니다. 데이터를 영구적으로 보존하는 롬(ROM)의 장점과 데이터를 고속으로 쓰고 지울 수 있는 램(RAM)의 장점을 모두 가졌다는 특징이 있죠. 주로 스마트폰, PC의 기억보조장치로 활용되며 사물인터넷(IoT), 빅데이터, AI의 발전과 함께 수요가 계속 늘어나고 있습니다. 또한 전력 소모가 적고 충격, 압력, 온도에 대한 내구성도 강해서 SSD(Solid State Drive, 반도체 기반 보조기억장치)에도 사용되죠.

플래시 메모리 안에서도 칩 내부의 회로 형태에 따라 NOR*과 NAND*로 구분되는데요. 이 중 기억해 둘 것은 바로 NAND(낸드, Nand Flash Memory)입니다. 낸드는 전원이 꺼지면 저장된 자료가 사라지는 D램이나 S램과 달리 전원이 없는 상태에서도 데이터가 계속 저장되는 플래시메모리를 말하는데요. 이런 특징 때문에 비휘발성 메모리라고 부르며 USB와 SSD로 사용되고 있습니다. 또한 메모리 반도체 시장의 43%를 차지하고 있죠.

*NOR (노어, Not OR): 데이터 저장 단위인 셀이 병렬로 배치돼 있는 코드 저장형 플래시메모리.

*NAND (낸드, Not AND): 데이터 저장 단위인 셀이 셀이 직렬로 배치된 데이터 저장형 플래시메모리.

출처: 서울경제, 2021.05.21

| 비메모리 반도체(=시스템반도체, System LSI*)란?

앞서 램을 설명드릴 때, 우리는 책장(롬)에서 책(정보)을 꺼내 책상(램) 앞에 앉아 읽는다고 예를 들었는데요. 그렇다면 책을 읽는 사람의 역할은 무엇일까요? 이 역할이 바로 비메모리 반도체입니다. 즉, 정보를 저장하는 용도로 사용되는 메모리 반도체와는 달리, 정보처리를 목적으로 제작된 반도체를 말합니다. ‘시스템 반도체’라고도 불리죠. 비메모리 반도체는 주로 전자제품의 두뇌 역할을 하는 칩으로 많이 사용되어 각종 전자기기에 필수적으로 들어가는데요.

모바일 기기의 중앙처리장치인 AP, 컴퓨터의 중앙 처리장치인 CPU, 디지털 신호를 처리하는 DSP, LED, 배터리의 전력을 효율적으로 배분하는 전력관리 칩 PMIC, 렌즈를 통해 들어오는 빛을 전기적인 영상 신호로 바꿔 주는 CMOS 이미지센서(CIS), 디스플레이 드라이버IC(DDI), 통신, 각종 센서 등 다양한 전자제품에서 핵심 역할을 담당하고 있기 때문에 회로가 복잡하고 종류가 매우 많습니다.

비메모리 반도체 시장은 전 세계 반도체 시장에서 70% 이상을 차지하고 있고, 우리나라 정부 또한 3대 육성 산업으로 비메모리 산업을 선정하기도 했을 만큼 그 중요성이 더욱 커지고 있습니다.

*LSI: 대규모 집적회로 또는 고밀도 집적회로.

반도체에 대한 이해에 도움이 조금 되셨나요? 반도체가 무엇인지 알았다면 이러한 반도체를 만드는 기업에 대해서도 많이 궁금하실 텐데요. 다음 시간에는 반도체 파헤치기 2편. 반도체 기업의 종류와 역할에 대해서 자세히 알아보겠습니다. 많은 기대 부탁드립니다.

메모리 반도체 vs 시스템 반도체, 차이점 한 눈에 살펴보기

반도체에 관심이 있다면, 메모리 반도체와 비메모리 반도체, 시스템 반도체, DRAM 등과 같은 표현을 많이 접했을 것이다. 그렇다면 정확하게 그것들이 무엇을 의미하는 것일까?

[삼성반도체이야기]

메모리 반도체

메모리 반도체는 데이터 및 정보를 저장하기 위한 목적으로 사용한다. 그리고 대량 생산이 가능하고 비교적 가격이 저렴한 편이다.

메모리 반도체는 크게 기기의 전원을 껐을 때 정보의 소멸 여부에 따라 RAM과 ROM으로 구별된다. RAM은 기기의 전원을 끄면 저장된 정보가 사라지고 데이터 탐색 속도가 비교적 빠른 특징인 휘발성을 지니고 있다. 메모리 반도체의 종류는 DRAM, SRAM, SDRAM 등이 있다.

ROM은 비휘발성 메모리로, 전원이 꺼져도 정보가 계속 저장되며, ERPOM, EEPROM, NAND Flash 등이 이에 해당한다.

노트북을 구매할 때, 많은 사람이 RAM과 HDD/SSD의 용량을 비교한다. 이때, RAM은 일정량의 데이터를 임시로 저장해두고 필요할 때마다 CPU에 빠르게 전달해주는 역할을 하므로 용량이 클수록 처리 속도가 빠르다고 볼 수 있다.

그리고, HDD와 SSD는 노트북의 저장공간 및 처리를 의미한다. SSD에는 최근 발전하고 있는 NAND Flash와 DRAM이 사용된다. 또, HDD보다 매우 빠르기 때문에 많이 사용되는 추세이다.

[삼성반도체이야기]

비메모리 반도체

비메모리 반도체는 시스템 반도체라고도 불린다. 각종 연산, 제어, 정보처리 등을 목적으로 하는 우리 사회의 전반에 사용되는 반도체이다. CPU, 센서 등이 이에 속하는데, 예를 들어 핸드폰으로 전화를 걸거나 사진을 보여주는 행위, 의상을 추천하는 등의 일들을 이 시스템 반도체가 담당하는 것이다.

시스템 반도체는 고부가가치 산업으로, 소량생산에도 많은 이윤을 남길 수 있다. 하지만, 국내 시스템 반도체 사업 성적은 메모리 반도체 사업만큼 성적이 좋지 못하다. 반도체 시장의 비율을 살펴보면 시스템 반도체가 7~80%로 큰 비중을 차지하고 있으며, 주로 퀄컴, 인텔 등 외국계 기업이 시장을 장악하고 있다.

시스템 반도체는 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 자율주행차 등 4차 산업혁명의 기술에 매우 필요한 존재이다. 따라서 시스템 반도체 기술 개발은 선택이 아닌 필수라 할 수 있다. 국내 어느 한 대기업은 2030년까지 시스템 반도체에 133조 원 투자 계획을 발표하기도 했다.

메모리 반도체와 시스템 반도체 (차이점, 팹리스, 반도체 소자, 국외 시스템 반도체)

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반도체에는 크게 메모리 반도체와 시스템 반도체가 존재합니다.

메모리 반도체란 말 그대로 메모리. 즉, 데이터를 저장하는 역할입니다. 어떻게 해야 작은 칩 안에 많은 데이터를 쌓고 관리할 수 있을지 고민하여 발전하는 반도체입니다.

그렇다면 시스템 반도체는 뭘까요? 시스템 반도체란, 연산, 제어 등 정보처리 기능을 하는 반도체라 볼 수 있습니다.

인간으로 치면 메모리 반도체는 기억력이 좋은 사람이고 시스템 반도체는 정보를 빨리 얻고 계산을 잘하는 사람이라 볼 수 있습니다.

by Gettyimages 저작권 침해의사 없음

현재 우리나라는 반도체 강국이라고 불립니다. 이때 여기서 말하는 반도체는 메모리 반도체를 의미합니다. 메모리 반도체는 우리나라가 세계 시장에서 절반이 넘는 점유율을 차지하고 있습니다. 하지만 시스템 반도체에선 약 3%에 불과합니다.

전체 반도체 시장에서 메모리 반도체는 20% 시스템 반도체는 80%를 차지하는 걸 감안하면 굉장히 작은 비율이라고 볼 수 있습니다.

우리 한국 기업들은 빠르게 성장하기 위해 메모리 반도체 사업에만 집중적으로 투자해 왔기 때문에 시스템 반도체의 발전은 메모리 반도체에 비해 떨어집니다.

2019년 4월 삼성전자는 ‘반도체 비전 2030’을 내놓았습니다.

2030년까지 시스템 반도체 글로벌 1위를 달성하기 위해 연구개발(R&D) 및 생산기술 확충에 모두 133133조 원을 투자하겠다고 했는데 이에 강성원 한국전자통신연구원(ETRI) 정보통신기술창의 연구소장은 “시스템 반도체가 산업화될 때 고용 창출 등 아주 큰 파급효과를 일으킨다”라고” 설명했습니다.

또 김양팽 산업연구원 전문연구원도 “메모리 반도체는 가격 부침이 심하지만 시스템 반도체는 안정적”이라며 “중소기업 육성이나 고용 창출 부분에서도 메모리 반도체보다 시스템 반도체의 기여율이 훨씬 높다”라고” 말했습니다.

삼성전자도 ‘반도체 비전 2030’의 계획대로 투자가 이뤄지면 간접 고용유발 효과가 4242만 명에 이를 것이라는 추산을 내놓기도 했습니다.

시스템 반도체는 메모리 반도체에 비해 구조가 복잡합니다.

메모리 반도체는 정보를 많이 안전하게 저장하는 핵심기능만 만족하면 되지만, 시스템 반도체는 여러 가지 정보처리 능력을 갖추기 위해 여러 종류의 회로들을 한 기판에 집어넣어야 하기 때문입니다. 회로끼리 엉키면 제품이 제대로 작동하지 않기 때문에 고도의 정밀 설계 기술이 필요하다는 게 특징입니다.

또 메모리 반도체처럼 제품 규격이 정해져 있지도 않습니다. 창의적인 설계 하나로 얼마든지 더 효율적인 시스템 반도체를 만들 수 있습니다.

국외 시스템 반도체

그렇다면 다른 나라들은 어떻게 시스템 반도체를 발전시키고 있는지 보겠습니다.

일본은 차세대 반도체로 꼽히는 파워 반도체 시장에서는 적극적으로 나서고 있습니다.

파워 반도체는 전력을 제어하는 반도체로, 자동차, 가전, 휴대 단말기 등에 폭넓게 활용됩니다. 지난 2017년에는 미츠비시전기와 도시바가 세계 시장에서 각각 3위와 4위를 차지했습니다. 미츠비시전기는 2018년 도쿄 대학과 함께 전자파에 강하고 신뢰성 높은 SiC 파워 반도체를 개발하기도 했습니다. 이에 앞으로도 일본의 파워 반도체 산업은 꾸준히 성장할 것으로 보입니다.

중국은 1600여 개에 달하는 IC 설계 업체가 존재합니다. IC 인사이트의 2017년 보고서에서는 그중 화웨이 계열의 하이실리콘과 칭화유니 계열의 유니그룹이 세계 팹리스 업계 10위권에 들었다. (* 팹리스란 반도체 칩을 구현하는 하드웨어 소자의 설계와 판매를 전문화한 회사이다.)

하이실리콘은 화웨이의 스마트폰에 탑재되는 자체 AP인 기린 시리즈를 설계하는 회사입니다.

대만 정부는 일찌감치 Silicon Software 사업을 진행하며 대대적으로 시스템 반도체 투자 지원 프로젝트를 진행했습니다. 2001년 제1단계(전면 투자)에서는 3억 달러, 2003년 2단계(칩 설계)에서는 30억 달러를 투자하는 등 시스템 반도체의 육성에 적극적으로 나섰습니다.

최근에는 2018년 6월 28일부터 4년간 약 15265억 원을 투입해 사물인터넷과 관련된 다양한 산업의 개발에 나서기로 했습니다.

이 정책의 일환으로 지난 1월 30일에는 국가 차원의 반도체 연구기관인 대만 반도체 연구센터를 출범해 집적회로 설계와 반도체 소자 제조공정 등을 연구 개발하고 인재를 육성하기로 했습니다.

메모리 반도체와 시스템 반도체 소자들

메모리 반도체 종류

-D램: 2진 정보를 커패시터에 공급되는 전하 형태로 보관한다. 시간이 지나면 재충전을 해줘야 한다.

-S램: 2진 정보를 저장하는 플립플롭으로 구성되며, 저장된 정보는 전원이 공급되는 동안 보존된다.

-V램: D램의 기능에서 추가로 판독 능력을 강화하고 있으며 영상 데이터를 다루기에 적합하다

-ROM: 저장된 데이트를 읽을 수는 있으나 별도의 장치 없이는 변경할 수 없다.

시스템 반도체 종류

-멀티미디어 반도체

-주문형 반도체: 특정 용도의 반도체를 의미하지만, 그 개념은 명확하지 않다. 다만 고객의 요구대로 특수한 기능의 회로를 설계해 생산하는 특정 용도의 제품이라고 이해하면 된다.

-복합형 반도체

-파워 반도체: 전력을 제어하는 반도체로, 자동차, 가전, 휴대 단말기 등에 폭넓게 활용된다

-개별소자: 전자 회로에서 개별 부품으로써의 정해진 일부 단순 기능만 수행하는 전자 부품 소자. 주로 저항, 콘덴서, 인덕터 등 수동 소자를 의미하나, 경우에 따라서 단순 기능의 다이오드, 트랜지스터 등을 포함하기도 한다.

-마이크로프로세서: 컴퓨터의 산술 논리 연산기, 레지스터, 프로그램 카운터, 명령 디코더, 제어회로 등의 연산장치와 제어장치를 1개의 작은 실리콘 칩에 모아놓은 처리장치를 말한다. 주기억장치에 저장되어 있는 명령을 해석하고 실행하는 기능을 한다.

그 외에 다양한 반도체들이 있습니다. 저도 찾아보는 단계라 틀린 정보가 있을 수도 있으니 유의 바랍니다. 감사합니다

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반도체 종류(메모리반도체 , 시스템반도체)

메모리 반도체는 정보를 기록하고, 기록해 둔 정보를 읽거나 수정할 수 있는 램(RAM, 휘발성)과 기록된 정보를 읽을 수만 있고 수정할 수 없는 롬(ROM, 비휘발성)이 있습니다.

램(RAM)

램(휘발성)은 컴퓨터나 스마트폰과 같은 전자기기에서 중앙처리장치의 연산을 도와 프로그램을 읽고 임시로 저장해 빠른 처리를 돕는 메모리입니다. 램은 전원이 끊기면 기록된 정보도 날아갑니다. 램에 저장되어 있는 데이터는 컴퓨터가 작동하는 동안에만 유지되며, 컴퓨터의 전원이 꺼지면 램에 있는 데이터는 사라집니다.

램은 성능이 좋을수록 처리속도가 빨라집니다. 그래서 게임뿐만 아니라 문서나 그래픽 작업등을 할 때 처리속도를 높이기 위해서는 좋은 램을 쓰는 게 좋습니다.

또한 램에는 D램과 S램이 있습니다.

S램은 D램보다 속도는 빠르나 셀의 크기가 크고 구조가 복잡해 대용량화가 어렵고 가격이 비싼 단점이 있습니다. 그래서 많은 양의 데이터 처리가 필요한 오늘날에는 D램이 보편적으로 사용됩니다.

롬(ROM)

반면 롬(비휘발성)은 Read Only Memory의 약자로 한번 기록된 데이터를 읽을 수만 있는 메모리라는 뜻입니다.

즉, 읽기만 가능한 메모리로 우리가 흔히 아는 CD롬, DVD롬이 있습니다. 롬에 정보를 쓰거나 덧쓰기 위해서는 특수한 장치가 필요하고, 전원이 끊겨도 기록된 정보가 지워지지 않습니다.

플래시 메모리는 롬의 발전된 형태입니다.

플래시 메모리는 “전원이 꺼져도 저장된 데이터를 보존하는 롬 + 데이터를 쓰고 지울 수 있는 램”의 장점만을 모아 만든 메모리입니다. 즉, 입력된 정보를 지우고 덧쓸 수 있고 입력된 정보는 지워지지 않습니다.

또한 플래시 메모리는 회로의 형태에 따라 낸드 플래시와 노어플래시로 나눌 수 있습니다.

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메모리 반도체 시스템 반도체 차이

우리나라는 반도체 산업이 강하다고들 하는데, 유독 시스템반도체는 약하다는 얘기를 신문에서 많이 봐요. 반면 영국 ARM, 미국 퀄컴 같은 회사들은 시스템반도체로 큰 이익을 남긴다고들 하는데, 시스템반도체는 어떤 반도체인지 궁금합니다. 이 반도체는 어떤 제품에 쓰이나요? 또 우리나라에도 시스템반도체를 만드는 회사들이 있나요?

메모리반도체는 저장, 시스템은 정보처리 같은 두뇌 역할

더 고도의 기술 필요한 시스템 반도체 시장이 4배 더 커요

시스템반도체는 반도체의 한 종류입니다. 반도체 산업은 용도에 따라 메모리반도체와 시스템반도체로 구분됩니다. 이 중 메모리반도체는 데이터를 저장하는 역할을 하고, 시스템반도체는 연산·제어 등의 정보처리 기능을 갖고 있는 것이 특징입니다. 사람으로 치면 메모리반도체는 기억을 잘하는 사람이고, 시스템반도체는 정보가 빠르고 계산을 잘하는 사람이라고 할 수 있겠습니다. 시스템반도체는 비메모리 또는 시스템LSI라고도 부릅니다.

우리가 늘 쓰는 스마트폰에도 시스템반도체가 들어갑니다. 애플의 아이폰5S 같은 경우 제품 하나당 반도체가 21개 들어가 있는데 18개가 시스템반도체, 3개가 메모리반도체입니다. 이 중 정보 처리 및 연산을 담당해 스마트폰의 두뇌 역할을 하는 모바일 애플리케이션프로세서(AP)가 대표적인 시스템반도체 제품입니다. 어떤 스마트폰에 듀얼코어(Dualcore) 프로세서가 탑재됐다고 하면 그 스마트폰은 머리가 2개 있다는 이야기입니다. 쿼드코어(Quadcore) 프로세서가 들어있다면 머리가 4개 있는 셈이고, 듀얼코어 프로세서보다 훨씬 정보를 빨리 처리할 수 있겠죠. 이런 이유로 모바일AP를 스마트폰 성능을 좌우하는 중요한 반도체라고 부릅니다.

얇고 가벼운 스마트폰에서 어떻게 사진을 찍을 수 있을까요? 역시 시스템반도체인 이미지센서(CIS)가 들어 있기 때문입니다. 이 반도체는 빛을 전기 에너지로 바꿔 이미지를 만들어내는데, 옛날 카메라의 필름 같은 역할을 한다고 보면 됩니다. 디지털카메라에도 역시 이미지센서가 들어갑니다. 필름이 들어갈 자리에 손톱만 한 칩이 들어가니 기기가 가벼워도 고품질의 사진을 찍을 수 있는 겁니다.

삼성전자·SK하이닉스는 메모리 1, 2위

스마트폰에서 쓰이는 여러 가지 기능을 한 번에 처리하려면 적지 않은 전력이 소모됩니다. 하지만 전력이 필요하다고 배터리를 두껍게 만들면 제품이 무거워져 불편하겠죠. 그 때문에 제조업체들은 얇은 배터리를 장착하고 시스템반도체인 전력관리칩을 답니다. 이 칩은 사용하지 않는 기능에 소모되는 전기량은 최소화하고, 배터리의 전력이 효율적으로 배분되도록 돕는 역할을 맡습니다. 이렇게 시스템반도체는 전력·빛·소리 같은 아날로그 신호를 제어하고 처리하는 역할도 할 수 있습니다. 이 밖에도 통신용 칩, 디지털 신호를 처리하는 칩(DSP) 등이 모두 시스템반도체로 분류됩니다.

세계 반도체 시장에서 메모리반도체는 20%를 차지하고 있습니다. 반면 시스템반도체가 차지하는 비중은 80%에 달합니다. 우리나라가 반도체 산업이 강하다고 말하는 이유는 메모리반도체 부문에서 점유율이 높기 때문입니다. 삼성전자나 SK하이닉스 같은 회사들은 메모리반도체의 종류인 D램·낸드플래시에서 세계 시장 점유율의 절반을 넘게 차지하고 있습니다.

메모리반도체는 대규모 시설투자가 필요한 제품입니다. 하나의 제품을 만들기 위해 300~400개의 공정이 필요하고, 수천 명의 엔지니어들이 협업해야 합니다. 하지만 먼저 대규모 투자에 나서 제품 개발에 성공하고 안정적인 생산기에 접어들면 그다음부터는 세계시장의 절반을 차지할 정도로 ‘승자독식’인 특징을 가지고 있습니다.

시스템반도체는 메모리반도체에 비해 구조가 복잡합니다. 메모리반도체는 정보를 많이 안전하게 저장하는 핵심기능만 만족하면 되지만, 시스템반도체는 여러 가지 정보 처리 능력을 갖추기 위해 여러 종류의 회로들을 한 기판에 집어넣어야 하기 때문입니다. 회로끼리 엉키면 제품이 제대로 작동하지 않기 때문에 고도의 정밀 설계 기술이 필요하다는 게 특징입니다. 또 메모리반도체처럼 제품 규격이 정해져 있지도 않습니다. 창의적인 설계 하나로 얼마든지 더 효율적인 시스템반도체를 만들 수 있는 것입니다.

CPU 만드는 인텔, 시스템반도체 최강자

그렇다면 유명한 시스템반도체 기업은 어떤 곳이 있을까요? 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)를 만드는 미국의 인텔이 전통적인 시스템반도체의 강자로 꼽힙니다. 또 최근 스마트기기가 널리 사용되며 여기에 들어가는 시스템반도체 칩을 만드는 미국의 퀄컴, 모바일용 AP의 설계도를 만드는 영국의 ARM이 새로운 강자로 떠오르고 있습니다. 영국 ARM 역시 스마트기기의 ‘두뇌’라고 할 수 있는 애플리케이션프로세서(AP)에서도 가장 핵심인 코어를 개발한 회사입니다. 전 세계 스마트폰·태블릿PC의 95%에 ARM의 기술이 쓰입니다. 퀄컴은 ARM 코어를 활용한 모바일AP ‘스냅드래곤’을 만드는 회사입니다. 지난해 매출이 21조원에 이릅니다.

설계 기술력 뛰어난 퀄컴은 공장도 없어

특이한 점은 두 회사 모두 생산공장이 없다는 겁니다. ARM과 퀄컴의 기술자들은 오로지 반도체 설계만 합니다. 필요한 설계를 사거나 직접 개발해서 만족스러운 성능이 나오면 대만이나 중국에 있는 반도체 공장에 제품 제작을 의뢰합니다. 이렇게 생산공장이 없는 반도체 기업을 ‘팹리스’라고 부릅니다. 반대로 설계는 하지 않고 의뢰받은 제품을 생산만 하는 반도체 공장은 ‘파운드리’라고 합니다. 기술력이 뛰어난 소수의 인력을 갖춘 회사는 설계에, 설비에 대규모 투자를 할 여력이 있는 회사는 생산에 집중해 서로 ‘윈윈’하는 공생관계인 셈입니다. 메모리와 시스템 반도체를 모두 개발·생산하는 삼성전자 같은 회사는 종합반도체업체라고 부르기도 합니다.

우리나라가 진정한 ‘1등 반도체’ 국가가 되려면 시스템반도체를 잘해야 한다는 지적이 나옵니다. 시장에서 차지하는 비중도 높고, 대규모 투자가 필요한 생산라인이 없어도 기술력만 갖추면 알짜배기 수익을 거둘 수 있기 때문이지요.

하지만 현재 시스템반도체 시장에서 우리나라 기업들이 차지하는 비중은 3% 정도로 매우 낮습니다. 그동안 한국 기업들은 빠르게 성장하기 위해 메모리반도체 사업에만 집중적으로 투자해 왔기 때문입니다. 시장의 80%를 차지하는 시스템반도체 부문에서도 경쟁력을 키우기 위해서는 앞으로 이 부문에 대규모 인력·자본 투자가 필요하다는 게 전문가들의 의견입니다.

[출처: 중앙일보] [틴틴경제] 메모리반도체와 시스템반도체 뭐가 다른가요?

“메모리 반도체 틀 깨겠다”는 인텔…삼성·하이닉스 ‘아성’에 도전장

입력2019.09.26 17:59

세계 1위 비메모리 반도체 업체인 인텔이 메모리 반도체 세계 최강국인 한국에서 차세대 메모리 반도체 전략을 내놨다. 세계 1위 메모리 반도체 업체인 삼성전자와 2위 SK하이닉스의 ‘안방’에서 선전포고를 한 셈이다.

인텔은 26일 서울 JW메리어트 동대문스퀘어에서 글로벌 미디어를 대상으로 ‘메모리&스토리지 데이 2019’를 열고 데이터센터용 메모리인 ‘옵테인’ 라인업과 메모리시장 전략을 발표했다. 한국에서 이 행사를 연 것은 처음이다.

롭 크룩 인텔 수석부사장은 “2세대 인텔 옵테인 데이터센터 퍼시스턴트 메모리(DCPM)를 미국 뉴멕시코주 리오 랜초 공장에서 생산해 내년에 출시할 계획”이라고 밝혔다. 옵테인 메모리는 D램보다 가격이 저렴하고 전원이 꺼져도 정보가 사라지지 않고 남아 있는 것이 특징이다.

낸드보다 100배 빠른 메모리

인텔은 2017년 ‘데이터 중심 기업’으로의 변신을 선언한 뒤 선택과 집중 전략을 택했다. 1985년 전격 포기했던 메모리 사업을 재개한 것도 이맘때다. 반면 스마트폰용 5세대(5G) 모뎀칩 사업은 지난 7월 애플에 매각했다. 데이터센터 사업과 달리 고객군을 확장하기 어렵고, 미래 성장에도 한계가 있다고 판단해서다.

반도체업계에서 전망이 그다지 밝지 않다고 평가하는 메모리 분야에 다시 뛰어든 이유는 뭘까. 크룩 부사장은 “메모리와 CPU는 최고의 결과물을 이끌어내기 위해 뗄래야 뗄 수 없는 관계”라며 “CPU의 잠재성을 극대화하기 위해 메모리 개발에 나선 것”이라고 설명했다.

인텔은 올 4월 그 첫 제품으로 옵테인 데이터센터 퍼시스턴트 메모리(DCPM)를 출시했다. ‘메모리 강자’인 삼성전자와 SK하이닉스가 장악하고 있는 D램과 낸드플래시의 강점을 결합한 완전히 새로운 형태의 메모리 반도체다. 4차 산업혁명 시대를 맞아 데이터센터들은 더 많은 양의 데이터를 빠르게 처리해야 한다. 기존 반도체의 데이터 처리 구조로는 한계가 있다고 인텔은 판단했다.

크리스티 만 인텔 데이터센터그룹 제품관리담당 시니어디렉터는 “세계의 데이터 절반이 지난 2년 동안 생겨났는데, 우리는 그중 2%만 활용하고 있다”고 말했다. 이어 “인텔의 목표는 고객이 데이터를 더 효율적으로 빠르게 처리할 수 있도록 돕는 것”이라고 덧붙였다.

CPU를 생산하는 인텔은 CPU뿐만 아니라 메모리 처리 구조 자체를 바꿔야 혁신이 일어난다고 판단했다. 기존 데이터센터에서는 △HDD(하드 디스크 드라이브) △SSD(솔리드 스테이트 드라이브) △낸드플래시 △D램 △캐시 △CPU 순서로 데이터를 처리한다.

데이터를 영구적으로 저장하는 장치는 CPU와 멀리 떨어져 있는 SSD와 HDD다. D램은 정보 처리 속도가 빠르지만 ‘휘발성 메모리’기 때문에 전원이 꺼지면 저장돼 있던 데이터가 날아간다.

문제는 SSD와 HDD에 저장된 데이터를 다시 불러오는 데 시간이 걸린다는 점이다. 인텔이 데이터 처리 속도를 끌어올리려고 D램과 SSD 사이의 새 제품 DCPM을 개발하게 된 배경이다. 낸드처럼 전원이 꺼져도 데이터가 사라지지 않는 제품이다.

그러면서도 데이터 처리 속도는 낸드플래시보다 100배 이상 빠르다. 실제 이날 시연에서 타사 D램을 적용한 데이터센터의 재부팅은 10분15초나 걸렸다. 인텔의 DCPM을 적용한 데이터센터는 19초 만에 재부팅이 끝났다.

인텔에 ‘반도체 1위’ 내준 삼성전자

2020.04.17

삼성전자가 지난해 반도체 기업 매출 1위 자리를 미국 인텔에 내줬다. 2017년 처음 1위에 오른 지 2년 만이다. 2018년 하반기부터 D램, 낸드플래시 등 주력 제품 가격이 하락한 영향으로 분석된다.

삼성전자, SK하이닉스, 마이크론은 모두 D램 등 메모리 반도체가 주력인 회사다. 2018년 하반기 시작된 메모리 가격 하락의 영향으로 작년 매출이 전년 대비 29~38% 떨어졌다. 가트너는 “D램 시장의 공급과잉으로 전체 메모리 시장이 전년 대비 32.7% 축소됐다”며 “메모리 시장의 침체가 2017년과 2018년 1위였던 삼성전자에 부정적 영향을 미쳐 인텔이 1위 자리를 되찾았다”고 설명했다.

가트너는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 등의 여파로 올해 반도체 시장 규모가 작년보다 0.9% 줄어들 것으로 내다봤다. 코로나19 사태 이전 전망치(12.5% 성장)를 하향 조정했다. 앤드루 노우드 가트너 부사장은 “코로나19 영향으로 2020년 세계 반도체 시장은 다시 축소될 전망”이라며 “코로나19로 대부분의 지역에서 소비와 기업 지출이 감소할 것”이라고 예상했다.

올해 세계 반도체 설비투자 규모도 전년 대비 약 3% 줄어들 것으로 전망됐다. 시장조사업체 IC인사이츠는 이날 올해 반도체 설비투자 규모를 990억달러(약 120조5000억원)로 예상했다. 지난해 설비투자액은 1023억달러다. IC인사이츠는 “하반기에 코로나19가 진정되지 않으면 설비투자 감소가 불가피하다”고 설명했다.

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