반도체 기술을 쉽게 이해하고 싶다면 휴대전화를 살펴보세요. 휴대전화는 AP, 메모리, 이미지센서, 근접 센서 등 다양한 반도체를 활용하여 작동합니다.
반도체 에 대해 무지해 보이는 대통령이 행여 허튼 결정을 하게 될지 걱정이 돼서 시작한 게 '대통령을 위한 반도체 특별 과외' 연재입니다. 그 대통령은 지금 탄핵소추가 되어 헌법재판소의 결정을 기다리고 있으니 더 이상의 반도체 과외는 의미가 없을 겁니다. 그러나 반도체 는 우리나라 경제를 좌우하는 주요 산업이라 독자들에게 전해야 할 소식이 자주 있습니다. 그래서 다음 대통령이 선출되기 전까지는 이 연재를 빌려 대국민 반도체 특강 형식으로 반도체 관련 소식을 전하려고 합니다. 오늘의 특강 주제는 휴대전화 입니다. 반도체 관련 특강이라면서 왜 휴대전화 가 주제냐고 물으면 안 됩니다. 휴대전화 야말로 현대 반도체 산업의 집합체이자 최신 반도체 기술의 경연장이기 때문입니다. 휴대전화 에 사용되는 반도체 종류 휴대전화 에 쓰이는 반도체 는 어떤 게 있는지 간단히 살펴보겠습니다. 휴대전화 에서 가장 중요한 역할을 하는 반도체 는 두뇌 역할을 하는 애플리케이션 프로세서(AP)입니다.
컴퓨터에서 중앙처리장치(CPU)가 하는 연산을 휴대전화에서는 AP가 합니다. 휴대전화는 크기가 작기 때문에 컴퓨터에서는 성능을 위해 독립적인 부품으로 사용하는 것들도 대부분 AP에 통합했습니다. 그래픽을 담당하는 그래픽처리장치(GPU), 통신을 담당하는 모뎀, 영상만 따로 처리하는 비전처리장치(VPU), 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꿔 주는 디지털신호처리장치(DSP) 등 휴대전화에 필요한 어지간한 기능은 모두 AP에 다 들어가 있습니다. 그다음으로 휴대전화 성능에 큰 영향을 끼치는 반도체는 메모리입니다. 휴대전화에는 두 가지 종류의 메모리가 사용됩니다. AP의 연산을 돕기 위해 정보를 저장, 전달하는 건 모바일 D램의 역할입니다. 휴대전화에서 사용되는 반도체는 전력을 적게 먹는 게 제일 중요합니다. 그래야 배터리 수명을 늘일 수 있고 발열을 줄일 수 있기 때문입니다. 그래서 메모리 역시 컴퓨터나 서버에 사용하는 DDR D램을 쓰지 못하고 저전력 설계가 된 LPDDR D램을 사용합니다. 기존 D램과 마찬가지로 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론, 이 세 회사가 시장을 나누고 있었는데, 최신 제품인 LPDDR5의 경우 2023년부터 중국의 창신메모리테크놀로지(CXMT)가 생산을 시작해 세 회사를 맹추격하고 있습니다. 휴대전화에 사진이나 동영상을 저장하기 위해 사용하는 건 낸드플래시메모리입니다. 이건 기존 반도체 3사 외에도 키옥시아와 웨스턴디지털(WDC) 등 시장에 참가하고 있는 회사가 더 많습니다. 휴대전화를 살 때 가장 많이 신경 쓰는 게 카메라인데, 렌즈를 통해 들어온 영상 신호를 디지털로 바꿔주는 이미지센서도 반도체입니다. 필름 카메라에서는 영상이 필름에 저장이 됐다면 디지털카메라는 바로 이 이미지센서가 영상을 받아 처리하는 겁니다. 최신 휴대전화의 화면은 주로 유기 발광 다이오드(OLED)를 사용하는데 이것 역시 유기 화합물층으로 이루어진 LED 반도체 중 하나입니다. 휴대전화에는 사용자의 동작에 따라 반응을 할 수 있도록 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서 등의 수많은 센서가 들어 있는데 이것들 역시 모두 반도체입니다. 휴대전화에서 화면 다음으로 넓은 면적을 차지하고 있는 건 배터리입니다. 배터리 자체는 반도체가 아니지만 배터리의 전력을 효율적으로 공급·관리하기 위해 전력관리반도체(PMIC)를 사용합니다. 이처럼 반도체로 가득한 휴대전화다 보니 휴대전화가 많이 팔릴수록 반도체 산업도 크게 성장할 수 있습니다. 이 많은 반도체 가운데 가장 중요한 건 아무래도 AP입니다. AP의 성능이 곧 휴대전화의 성능으로 이어질 뿐 아니라 휴대전화 제조 원가에서 차지하는 비중도 대략 35%로 모든 부품 가운데 가장 큽니다. 애플은 자체적으로 AP를 만들고, 안드로이드 계열은 미디어텍과 퀄컴을 가장 많이 씁니다. 삼성전자도 엑시노스라는 자체 AP가 있기는 하지만 주로 저가형 휴대전화에 씁니다. 삼성전자는 전체 AP 시장에서 5% 정도의 점유율을 차지하고 있습니다. 두 번째로 중요한 건 메모리입니다
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