고등학생을 위한 반도체공학개론

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 06월 11일 출간

작품소개

책소개

현대 문명을 떠받치는 핵심 기술인 반도체는 스마트폰부터 자동차, 인공지능까지 모든 전자기기의 심장부 역할을 합니다. 삼성전자와 인텔 같은 글로벌 기업들이 수십조원을 투자하며 경쟁하는 이 분야는 단순한 제조업을 넘어 국가 경쟁력을 좌우하는 전략 산업으로 자리잡았습니다. 하지만 반도체 기술의 복잡성과 전문성 때문에 일반인들이 접근하기 어려웠던 것이 현실입니다. 이 책은 고등학생도 이해할 수 있는 쉬운 설명과 구체적인 사례를 통해 반도체의 모든 것을 체계적으로 설명합니다.

이 책은 원자 구조와 양자역학의 기초부터 시작하여 최신 나노 기술과 양자 컴퓨팅까지 26개 챕터에 걸쳐 반도체공학의 전 영역을 다룹니다. 각 장은 추상적인 이론을 일상생활의 구체적인 예시와 연결하여 설명하며, 복잡한 물리 현상을 단계별로 쪼개어 이해하기 쉽게 구성했습니다. 실리콘 결정 구조에서 시작하여 트랜지스터의 동작 원리, 집적회로의 제조 과정, 그리고 인공지능 칩의 설계까지 논리적 순서로 배열되어 있어 독자들이 자연스럽게 지식을 쌓아갈 수 있습니다. 또한 각 개념마다 실제 산업 현장에서의 응용 사례를 제시하여 이론과 실무의 연결고리를 명확히 보여줍니다.

책의 전반부는 반도체의 물리적 기초와 소자 동작 원리에 집중합니다. 에너지 밴드 이론, pn 접합, MOSFET과 바이폴라 트랜지스터의 구조와 특성을 상세히 다루며, 이를 바탕으로 다이오드와 트랜지스터가 어떻게 전자기기의 핵심 부품이 되는지 설명합니다. 중반부에서는 반도체 제조 공정과 집적회로 설계 기술을 다루고, 메모리 반도체와 화합물 반도체의 특성을 살펴봅니다. 후반부는 최신 기술 동향에 초점을 맞춰 MEMS, 센서, 전력 반도체, 그리고 미래 기술인 양자 컴퓨팅과 뉴로모픽 칩까지 포괄합니다. 이러한 구성을 통해 독자들은 반도체 기술의 과거와 현재, 그리고 미래를 종합적으로 이해할 수 있습니다.

이 책을 통해 독자들은 단순히 반도체 지식을 암기하는 것을 넘어 기술의 본질을 이해하고 미래를 전망하는 안목을 기를 수 있습니다. 반도체 분야로 진학을 고려하는 학생들에게는 체계적인 기초 지식을 제공하고, 일반 독자들에게는 현대 기술 문명을 이해하는 핵심 열쇠를 제공합니다. 특히 4차 산업혁명 시대에 필수적인 인공지능, 사물인터넷, 자율주행차 등의 기술이 모두 반도체를 기반으로 한다는 점에서, 이 책의 내용은 미래 사회를 준비하는 모든 이들에게 필수적인 교양이 될 것입니다. 복잡해 보이는 반도체 기술의 원리를 명쾌하게 이해하고 나면, 급변하는 기술 환경 속에서도 변화의 방향을 읽어낼 수 있는 지혜를 얻게 될 것입니다.

목차

1. 반도체의 세계로의 초대
2. 원자의 비밀과 에너지 밴드
3. 결정 구조와 실리콘의 세계
4. 도핑의 마법과 불순물 반도체
5. 전자와 정공의 춤
6. pn 접합의 놀라운 세계
7. 금속과 반도체의 만남
8. MOS 커패시터의 비밀
9. MOSFET의 혁명적 등장
10. 바이폴라 트랜지스터의 세계
11. 빛과 반도체의 만남
12. 반도체 제조의 마법
13. 집적회로의 기적
14. 메모리의 진화
15. 화합물 반도체의 특별함
16. 나노 세계의 반도체
17. 전력 반도체의 힘
18. 센서의 지능적 세계
19. MEMS와 마이크로 시스템
20. 반도체 물리학의 심화
21. 소자 모델링과 시뮬레이션
22. 신뢰성과 품질 관리
23. 패키징과 조립 기술
24. 테스트와 측정 기술
25. 반도체 응용의 무한 확장
26. 미래 반도체 기술 전망

인물정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.