반도체 산업의 발전 연세대학교 전기전자공학과 이 용 석 교수 전화 : 02-392-7194 Homepage: -1- 2012. 3.

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1 반도체 산업의 발전 연세대학교 전기전자공학과 이 용 석 교수 E-mail: yonglee@yonsei.ac.kr 전화 : 02-392-7194 Homepage: http://mpu.yonsei.ac.kr -1- 2012. 3

2 1973년 : 연세대학교 전기공학과 학사 1981년 : University of Michigan Ph.D 1982 ~ 1992년 : 미국 실리콘밸리에서 11년간 마이크로프로세서 설계 Intel사에서 펜티엄(Pentium) 설계 1993년 ~ : 연세대학교 전자공학과 교수 이용석 교수 약력 -2-

3 최초의 컴퓨터 E n i a c 1 1946년 펜실바니아 대학 크 크기 : 30m X 2m X 3m 1 18000개의 진공관 사용 덧 덧셈 200 마이크로초 (s) -3-

4 컴퓨터의 구조 연산장치 ( 마이크로 - 프로세서 ) 기억장치 ( 메모리 ) 입출력 장치 버스 -4-

5 -5- 년도 마이크로 프로세서 데이타 처리단위 트랜지스터 개수 클럭 주파수 1971 1974 1978 1982 1985 1989 1993 1995 4004 8080 8086 286 386 486 Pentium PentiumPro 4 bit 8 bit 16 bit 32 bit 2300 6000 3만 13만 30만 120만 310만 550만 0.1MHz 2MHz 4.77MHz 8MHz 15MHz 25MHz 66MHz~166MHz 125MHz~200MHz

6 Pentium 4 Pentium 3 -6- 년도 마이크로 프로세서 데이타 처리단위 트랜지스터 개수 클럭 주파수 Core Duo 32 bit 950 만 4200 만 2 억 0.4~1.4GHz 1.6 ~ 4GHz 2~3GHz 1999 2000 2005 2006 Core2 Duo 64 bit 2~3.2GHz 2 억 9100 만 1997 Pentium 2 32 bit 750만266MHz~400MHz 2008 Core i7 64 bit 2~3.2GHz 2 억 9100 만 2009 8-Core Xeon Nehalem-EP 64 bit 23 억 1.8~3.3GHz

7 최초개발시기 DRAM 1971 1975 1978 1980 1982 1984 1988 1989 1K 4K 16K 64K 256K 1M 4M 16M 미국 일본  한국  일본 199264M 한국 최초개발국 -7- 공정 10 μm~ 10 μm 3 μm~ 10 μm 3μm3μm 2μm2μm 2μm2μm 1μm1μm 0.6 μm 0.4 μm

8 DDR(512M) 한국 -8- DDR2(1G) DDR3(4G) 2003 2009 한국 한국 1996 공정 DRAM 최초개발시기최초개발국 0.12 μm 0.1 μm 42 nm 1994256M 한국 0.3 μm DDR4(4G) 30 nm2011한국

9 세계의 반도체 시장 1 1988 450억불 990 550억불 9961292억불 2 20031783억불 0042220억불 0052273억불 -9- 0062427억불 0072556억불 0082486억불 0092263억불 0102983억불 0113195억불

10 2011년 4분기 DRAM 세계 시장 점유율 1.S amsung(한국)44.3 % 2.H ynix (한국)23.3 % 3.M icron (미국)12.1 % 4.E lpida (일본)12.0 % (http://www.dramexchange.com/) -10- 5. Nanya ( 대만 ) 3.6 % 6.Winbond ( 대만 ) 1.8 % 7.ProMOS ( 대만 ) 0.6 % 8.Powerchip ( 대만 ) 0.1 % Others 2.2 % Others 2.2 %

11 2011년 4분기 Flash Memory 세계 시장 점유율 1.S amsung (한국) 34.6 % 2.T oshiba (일본) 29.7 % 3.H ynix (한국) 13.7 % 4.M icron (미국) 13.3 % 5.I ntel (미국) 8.8 % (http://www.dramexchange.com/) -11-

12 2011년 3분기 CPU 세계 시장 점유율 1.I ntel83.7 % 2.A MD10.2 % 3.O thers 6.1 % (http://www.kreadtiv.com/) -12-

13 세계의 SSD 시장 전망 2 20065600만불 0072억불 0089억불 00911억불 -13- (IDC) 201024 억불 201024 억불 201150 억불 201150 억불 201267 억불 예상 201267 억불 예상

14 (http://research.danawa.com/) -14- 1.I ntel (미국)36.4 % 2.S amsung (한국)32.9 % 3.O CZ (미국)19.6 % Others11.1% 2011년 1분기 Solid State Drive 세계 시장 점유율

15 Smart Phone 의 시장 전망 2 2007:99,300 008:152,177 009:187,884 -15- (Yano Research Institute Ltd.) 2010:272,909 2010:272,909 2011:371,462 예상 2011:371,462 예상 2012:468,699 예상 2012:468,699 예상 ( 단위 : 1000 대 )

16 (http://www.idc.com/) -16- 2011년 4분기 Smart Phone 세계 시장 점유율 1.A pple (미국) 23.5 % 2.S amsung (한국) 22.8 % 3.N okia (핀란드) 12.4 % 4.R IM (캐나다) 8.2 % 5.H TC (대만) 6.5 % Others 24.8%

17 (http://www.displaysearch.com/) -17- 2011년 4분기 Digital TV 세계 시장 점유율 1.S amsung(한국)22.8 % 2.L G (한국)13.9 % 3.S ony (일본)11.0 % 4.P anasonic (일본) 8.2 % 5. Sharp ( 일본 ) 7.3 % 6.Toshiba ( 일본 ) 5.3 % Others 31.5 % Others 31.5 %

18 비메모리 : 메모리 ( 2007년 ) 세계 78.5 % + 21.5 % = 100 % 한국 17.3 % + 82.7 % = 100 % 일본 84.8 % + 15.2 % = 100 % 미국 90.3 % + 9 9 9 9.7 % = 100 % 대만 66.3 % + 33.7 % = 100 % 비메모리의 대표적인 것은 비메모리의 대표적인 것은 마이크로프로세서 마이크로프로세서 -18-

19 메모리 : 설 계 20 % 공 정 80 % 공 정 80 % 100 % 비메모리 : 설 계 80 % 공 정 20 % 공 정 20 % 100 % -19-

20 트랜지스터 수저성능 32  64 bit 16  32 bit 4  8 bit 수천개 수천개  수만개 삼성 KS 계열 LG GMS32 계열  LG GMS32 계열  Hitachi SH 계열 Hitachi SH 계열 Pentium  Ultrasparc  Alpha 중성능 고성능 수만개  백만개 백만개이상 Intel 8051 -20- 마이크로프로세서의 분류

21 마이크로프로세서 설계 기술 하드웨어 소프트웨어 설계  검증 CAD tool 설계  검증 CAD tool 컴파일러 컴파일러 운영체제 ( Unix 등 ) 운영체제 ( Unix 등 ) -21- 마이크로프로세서의 구조 이해 마이크로프로세서의 구조 이해 VLS I 회로 설계 기술 VLS I 회로 설계 기술 컴퓨터 시스템 설계 컴퓨터 시스템 설계