[IT 역사] 최초의 반도체 이야기

∙ 반도체의 역사

반도체 의 사용과 발전은 통신기술과 계산능력의 발달에 밀접한 관련이 있다. 

 

통신기술은 "멀리 떨어져 있는 사람끼리 대화를 주고 받을 수 없을까?" 

 

라는 초기 발상이 동기가 되어 발전되었다고 하는데, 

 

이러한 발전과정에서 전기신호를 사용하게 되었다.

하지만, 장거리를 이동하는 도중에 전기신호가 약해지는 현상이 나타났고

 

목적지에 도달하는 중간 중간 이를 증폭시켜주는 역할이 필요했다.

 

바로, 이 증폭기능을 위해 최초로 개발된 것이 '진공관' 이다.

 

소리신호를 주고받거나 음량을 키우는 데 쓰이는 진공관은 

 

원통형 유리 속을 진공상태로 만들어 놓고 그 안에 필라멘트를 넣은 것이다. 

 

[좌]플레밍의 초기형 진공관 다이오드 (1904년) , [우]최초의 3극관 다이오드 (1906)

1930년대에 대중적 인기를 끌었던 대성당 형태를 본뜬 진공관 라디오 '필코 90'

'필코 90' (내부)

최초의 진공관은 영국의 과학자 존앰브로우즈 프레밍(John Ambrose Fleming)이 발명한 2극관 이었다.

 

그러나, 초기 진공관은 부피가 컸고 5분 이상 예열이 필요했다.

 

또한 전자빔 발생을 위해 사용하는 필라멘트도 일정 시간이 지나면 타서 끊어져 버리는 단점이 있었다.

 

 

1920~1960년대 텔레비젼과 라디오 업계를 주름 잡았던 미국 Philco사의 진공관 라디오 (앞면)

(뒷면)

(내부 모습)

필코진공관라디오 출처

 

💡트랜지스터 출현 이전 세계 최초의 전자식 진공관 컴퓨터 등장

1946년 당시 미국 펜실베이니아대학교(University of Pennsylvania) 교수였던 
존 윌리엄 모클리(John William Mauchly)와 존 프레스퍼 에커트 주니어(John Presper Eckert Jr.)가 만든
세계 최초의 전자계산기 ‘애니악 (ENIAC, Electronic Numerical Integrator and Calculator)’ 
1만8800개의 진공관, 높이 5.5m, 길이 30m에 무게가 30t에 달했고, 
미 육군의 탄도 거리 계산을 목적으로 제작된 이 컴퓨터의 개발 기간만 무려 3년 !
엄청난 열과 함께 가격만 해도 1940년대 시가 백만 달러를 호가 했다.
소비전력도 대형 냉장고 100대를 한꺼번에 가동시킨 것과 맞먹는 말그대로 ‘공룡’ 이었다.

최초의 다목적 전자식 진공관 컴퓨터 '에니악' 1946년

출처: 링크

 

위와 같은 단점을 극복하지 않고서는, 진공관으로 작은 전자장치를 만든다는 것은 사실상 불가능했다.

 

따라서, 열을 받지 않도록 고체로 만들어진 새로운 증폭장치의 개발이 절실하게 필요했던 것이다.

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∙ 새로운 증폭장치의 탄생, 다이오드와 트랜지스터

1947년 12월, 벨 전화연구소의 "윌리엄 쇼클리, 죤 바딘, 월터 브래튼" 3명의 과학자가 

 

"반도체로 된 다이오드와 트랜지스터"를 발명하게 되었다. 

 

자그마한 반도체가 진공관의 필라멘트와 전극을 대신하게 된 것이다. 

 

작으면서도 매우 신뢰성이 높은, 새로운 고체 증폭장치가 탄생된 것이다.

 

이 발명으로 벨연구소의 3총사는 1956년 노벨물리학상을 거머쥐는 영광을 누리게 된다. 

최초의 반도체 트랜지스터 1947년

트랜지스터 기술은 출현의 시작입니다1 세대 컴퓨터에서 진공관의 역할을 대체하는 2 세대 컴퓨터.

 

트랜지스터의 개발은 그 시대의 기술적 개선을 상징한다.

 

진공관, 트랜지스터와 비교할 때크기가 작고 열이 적게 발생하면

 

진공관으로 만든 컴퓨터와 비교할 때 고장률도 더 작아지는 경향이 있다.

 

결과적으로 트랜지스터는 1 세대 컴퓨터보다 작고 빠르며 저렴한 컴퓨터를 만들 수 있다.

 

이 세대의 컴퓨터에서도 프로그래밍 언어로 개발했다.

 

이전에 사용 된 기계 언어는 이제 어셈블리 언어로 대체되거나 일반적으로 상징 언어라고도한다.

 

이는 프로그래머가 단어로 명령어를 제공 할 수 있음을 의미한다.

 

동시에 고급 프로그래밍 언어도 개발되었다.

 

일반적인 코볼(COBOL, COmmon Business-Oriented Language) 및 포트란(FORTRAN) 

 

코볼보다 먼저 개발된 포트란(FORTRAN)은 주로 과학기술 계산용인 반면

 

비슷한 시기에 탄생된 코볼(COBOL)은 대량 데이터 처리를 위한 업무처리 및 관리 분야용으로 자리잡게 된다.

 

코볼과 포트란은 프로그램밍 언어 역사에서 고급 기술언어의 원점이 되고 있다.

 

2 세대 컴퓨터 (1959 ~ 1965) 트랜지스터

*IBM은 오늘날 세계에서 가장 큰 컴퓨터 회사 인 International Business Machines의 약자 입니다.

IBM 7090 (1960년) 최초의 상용 트랜지스터 컴퓨터

트랜지스터로 인해 전자제품의 크기는 점점 작아지게 되었으며, 

 

보다 정확하고 다양한 기능을 실현시킬 수 있게 되었다.

그러나 트랜지스터도 단점은 있었다.

 

수 많은 트랜지스터와 전자부품을 서로 연결해야만 다양한 기능을 가진 하나의 제품을 만들 수 있는데, 

 

제품이 점점 복잡해 질수록 연결해 주어야 하는 부분이 기하급수적으로 증가하게 되고,

 

이런 연결점들이 제품을 고장 내는 주요 원인이 되었던 것이다.

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∙ 여러 전자부품들을 한 개의 반도체 속으로, IC(Integrated Circuit)

 

1958년 여러 개의 전자부품들(트랜지스터, 저항, 캐패시터)을 한 개의 작은 반도체 속에 집어 넣는 방법이 발명되었다.

 

잭 킬비(Jack Kilby) 와 로버트 노이스 (Robert Noyce) 에 의해 발명된 집적회로(IC)이다. 

 

잭 킬비 & 로버트 노이스(인텔의 창시자) 의 발명품 특허분쟁 이야기 👈

[IT 역사] 로버트 노이스 (인텔의 창시자)

잭 칼비의 도면 스케치가 담긴 노트

집적회로(IC)

집적회로 가운데 부분에 수백만 개의 소자들이 집적되어 있다.(VLSI, very Iarge scale integration)

VLSI

 

이렇게 기술이 발전함에 따라 하나의 반도체에 들어가는 회로의 집적도는 

 

SSI(Small scale Integration), MSI(Medium Scale), LSI(Large Scale), 

 

VLSI(Very Larger), ULSI(Ultra Large Scale)로 이렇게 다양한 형태의 집적회로들이 개발되면서 컴퓨터뿐만 아니라

 

라디오, 텔레비전, 카메라 등과 같은 다양한 전자제품의 성능이 향상되고 소형화 될 수 있었습니다. 

 

집적회로는 미국 국방성의 대대적인 후원 덕분에 개발되었지만, 

 

결과적으로 가정에서 다양한 전자제품을 일상적으로 사용할 수 있게 하는 데 이바지 했습니다.😊

 

출처: 링크

 

https://yunamom.tistory.com/154

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