[배진솔의 전자사전]나 혼자 산다? "반도체 없인 못 살아"

[이데일리 배진솔 기자] 나 혼자 산다? 이제 나 혼자 살 수는 있어도 반도체 없이는 못살 것 같습니다. 지금 이 글을 읽고 있는 순간에도 여러분은 반도체를 사용하고 있는데요. 오늘 ‘배진솔의 전자사전’에서는 제 일상을 소개하며 곳곳에 숨은 반도체들을 알아보겠습니다.

◇스마트폰을 보이게 하고 움직이는 ‘DDI’와 ‘AP’

기자의 아침은 반복 재생되는 알람 소리로 시작합니다. 아침 잠이 많아 알람을 열 개정도 맞춰놓기 때문이죠. 쉴새 없이 울리는 알람을 끄기 위해 스마트폰에 손을 뻗어 ‘해제’ 버튼을 누르려고 합니다. 이때 ‘디스플레이 구동칩’(DDI)이라는 시스템 반도체를 이용하게 됩니다. DDI는 디지털 신호를 빛 에너지로 바꿔 화면을 구성하는 픽셀이 특정 화면을 출력하도록 명령을 내리는 시스템 반도체입니다. 이미지센서가 빛 에너지를 디지털 신호로 바꿔주는 것이라면 DDI는 디지털 신호를 빛 에너지로 바꿔 주는 것이죠.

예를 들어 스마트폰에 표시되는 하나의 픽셀은 빨간색, 초록색, 파란색 즉 RGB(Red, Green, Blue)로 구성돼 있는데요. 각 RGB 값에서 해당하는 색의 값을 픽셀에게 알려줘야 이 신호를 받은 픽셀이 색을 출력하게 됩니다. 이 디지털 신호를 아날로그 값으로 전환해 디스플레이에 전달하는 것이 DDI죠. DDI가 없다면 스마트폰 화면을 아예 볼 수조차 없습니다.

알람을 끌 때도 누르고, 입력하고, 입력을 인지해서 처리하게 하는 스마트폰의 중앙처리장치인 AP가 관여합니다. AP 칩에는 SP, D램, 플래시메모리 등을 탑재해 스마트폰의 모든 동작에 관여하도록 하죠.

◇기사와 카톡은 ‘D램’…노래는 ‘SSD’ 이용한 데이터센터의 활약

잠에서 깨면 아침 기사부터 확인합니다. 기사를 확인하다가 잠깐 카카오톡 메신저가 와서 카톡을 열어 봤네요. 기사를 볼 때도, 카톡을 열 때도 메모리 반도체인 D램 반도체를 사용합니다. 스마트폰에 이용되는 메모리 반도체는 저전력을 목표로 만든 모바일용 LPDDR(Low Power DDR)을 사용하는데요. D램은 정보를 기록하고 기록해 둔 정보를 읽거나 수정할 수 있는 메모리인데 전원을 끄면 기억한 정보는 모두 지워집니다. 일시적으로 머무는 공간인 셈이죠.

출근 준비를 마치고 나왔더니 볕이 좋아 노래 한 곡을 들으려고 합니다. 무선이어폰을 귀에 꼽았습니다. 아, 무선이어폰도 반도체가 없다면 사용할 수가 없네요. 소형 웨어러블 기기에 이용되는 반도체는 전력반도체인데요. 최근 삼성전자는 무선이어폰 설계에 최적화된 통합 전력관리칩(PMIC)을 내놓았습니다. 메인 전원을 공급받고 시스템에서 요구하는 전원을 변환·배분하는 전력 변환 회로를 하나의 칩으로 구현하는 시스템 반도체입니다.

이 때 우리가 이용하는 음악 스트리밍 서비스도 단순 인터넷이 아닌 웹서버를 운영하는 데이터센터가 활약합니다. 데이터센터는 서버용 반도체인 SSD(Solid state drive)라는 메모리 반도체를 이용해 넷플릭스, 유튜브, 음악 스트리밍 등 모든 데이터를 통신 LTE나 5G로 전송해주죠.

(사진=이미지투데이)

◇카드위의 금색 칩, ‘IC’로 대용량 정보 담아

대중교통을 애용하는 저는 평소처럼 지하철역으로 들어갔습니다. 지하철 게이트 단말기에 카드를 대고 들어가려는데 손에 쥐어진 카드에도 반도체가 보이네요. 플라스틱 카드 위에 반짝이는 금색 칩도 사실 반도체입니다. 스마트카드 직접회로(IC)란 대용량의 정보를 담을 수 있는 전자식 카드입니다. 이전 세대인 마그네틱 카드에 비해 저장공간이 크고 보안도 강화된 형태죠. 교통카드뿐 아니라 신용카드, 전자화폐, 신분증, 출입카드, 하이패스 등에도 이 IC 카드가 이용됩니다. 무선인식(RFID)기술을 담아 주파수를 이용해 ID를 식별하는 시스템으로 먼 거리에서도 정보 인식이 가능한 기능입니다.

오늘도 고단했던 하루를 마치고 한 시간 남짓한 퇴근길에 올랐습니다. 친구들이 공유한 사진들을 보기 위해 SNS를 열어봤는데요. 저도 점심때 찍은 음식 사진을 올려볼까 하고 갤러리에 들어갔습니다. 제 사진을 저장할 수 있었던 건 메모리 반도체 덕분인데요. 위에 사용한 휘발성 메모리 D램과는 다르게 용량은 크고 느리지만 비휘발성인 낸드플래시입니다. 모바일 낸드플래시는 UFS(Universal Flash Storage)가 내장형 스토리지로 탑재돼 있습니다. 이외에도 노트북에도 D램과 낸드플래시가 사용되고, 게임용 노트북에는 그래픽메모리반도체(GDDR)가 사용됩니다. 우리 생활이 다변화될수록 우리 주변에서 반도체는 더욱 중요해지는 것 같습니다.