편하게 보는 전자공학 블로그

공부 출처는 삼성 반도체이야기를 주로 참고했습니다.

반도체의 공정은 크게 8가지로 구성되어 있어 8대공정이라 불립니다.

웨이퍼 공정 - 산화공정 - 포토공정 - 식각공정 - 박막공정 - 금속공정 - EDS 공정 - 패키지 공정

이번 글은 포토공정 , 식각공정에 대해서 다뤄보겠습니다.

포토공정(Photo Lithography)

먼저 포토공정이란 웨이퍼 위에 회로 패턴을 만들어 넣는 기술인데 과정이 

필름카메라로 사진을 찍어 현상하는 방법이랑 동일하여 포토공정이라 부릅니다.

이 현상하는 과정을 간단히 설명하면 빛에 반응하는 물질을 얇게 바른 후 패턴 마스크를 올려두고 

빛을 가해 원하는 패턴을 새기는 형식입니다.

보통 이 패턴은 CAD를 통해 설계합니다. 이 패턴은 순도가 높은 석영을 가공해서 만든 유리판 위에 그려서 마스크로 만들어 집니다.

여기서 이 마스크는 웨이퍼의 크기보다 크게 제작하는데 이 이유는 나중에 빛을 가할 때 먼지의 영향을 축소하기 위함입니다. 

먼저 웨이퍼를 세척 후 감광액을 도포하기 위해 물기를 제거합니다.(Baking 과정) 

그후 웨이퍼에 빛에 반응하는 물질인 감광액을 도포합니다. 이 감광액은 PR(Photo Resist)라고 씁니다.

이 감광액은 Positive PR, Negative PR로 나뉩니다.

Positive PR은 빛에 노출된 부분이 화학적인 분해로 인해 현상액에 제거되고 

Negative PR은 빛에 노출되지 않은 부분이 현상액에 제거됩니다.

미세한 회로 패턴을 얻기 위해서는 감광막이 얇고 균일하며 자외선에 대한 감도가 높아야 합니다.

감광막을 균일하게 얻기 위해서 감광액을 웨이퍼에 놓은 후 웨이퍼를 회전시켜 회전력을 통해서 감광액을 도포합니다.

그 후 Soft bake를 통해 Solvent(PR 보관을 위해 빛에 반응하지 않는 용액)를 제거합니다.

그리고는 웨이퍼를 빛에 반응하게 하는 노광 작업을 진행합니다.

노광 작업 후에는 현상 작업입니다. 

현상 작업은 현상액으로 만약 Positive PR을 사용했다면 빛에 노출된 부분을 제거하고

Negative PR을 사용했다면 빛에 노출되지 않은 부분을 제거합니다.

식각공정

원하는 회로패턴을 구현하는 과정을 식각공정(Etching)이라고 합니다. 포토공정 후 회로를 제외한 부분을 깍아내는 과정이죠.

어릴 때 미술시간 때 해보았던 동판화 에칭과정과 비슷합니다.

동판화 에칭은 동판을 송곳으로 긁어내고 질산으로 부식을 하여 이미지를 만드는 과정입니다.

여기서 반도체 에칭은 송곳 대신 포토공정으로 부식 방지막을 형성하고 

질산 대신 액체(습식)나 기체(건식)으로 회로패턴을 제외한 부분을 제거합니다.

건식이 습식보다 비싸고 까다롭지만 좀 더 미세하고 정확하기 때문에 현재는 건식을 더 많이 사용합니다.

그리고 건식은 비등방성 습식은 등방성입니다.

https://www.el-cat.com/silicon-properties.htm

왼쪽이 비등방성 오른쪽이 등방성입니다.

이 건식 식각은 플라즈마 식각이라고도 합니다.

플라즈마 식각은 진공상태의 챔버에 Gas를 주입하고 전기 에너지를 공급하여 플라즈마를 발생시켜 

이 플라즈마가 회로를 제외한 부분을 제거합니다.

플라즈마란 고체, 액체, 기체와 더불어 제 4의 물질상태로 불리는 상태입니다.

기체상태의 물질에 계속 열을 가해 만든 이온핵과 자유전자로 이루어진 입자들의 집합체입니다. (네이버 지식백과 두산백과)

쉽게 말해 분자상태가 아니라 이온으로 분리된 상태입니다.

우주는 대부분 플라즈마 상태입니다.

이 플라즈마 식각은 웨이퍼 표면 식각의 균일도, 식각 속도, 식각비, 형상을 중요시 합니다.

여기서 식각비는 식각층의 식각속도/마스크 층, 하부 층의 식각속도 이고 식각비는 클수록 좋습니다. 

다음 글은 박막공정, 금속공정에 대해 알아보겠습니다!! ㅎ

반도체에 관심을 가지게 되면서 메모리에 대해서 정리하고 싶은 마음이 들어서 정리해보았습니다. 

삼성 반도체 이야기가 도움이 많이 되었습니다.

http://makeshare.org/bbs/board.php?bo_table=Parts&wr_id=24

롬 ROM (read only memory)

한 번 기록된 정보를 읽을 수만 있고 수정할 수 없는 메모리입니다. 고정 기억 장치라고도 부릅니다.

롬은 전원이 공급되지 않아도 기록된 정보가 지워지지 않으므로 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory)라고도 합니다.

아이폰 64GB 이런게 롬 ROM 입니다.

롬은 정보를 다시 쓰고 지울 수 있는 방식에 따라 MASK ROM, PROM, EPROM, Flash Memory 등으로 구분됩니다.

MASK ROM은 가장 기본적인 ROM이며 제조과정에서 미리 내용을 기록해 놓은 메모리로, 사용자가 내용을 수정할 수 없는 롬입니다.

PROM은 사용자가 한 번 기록할 수 있는 롬이고,  EPROM은 필요 시 기억된 내용을 지우고 다른 내용을 기록할 수 있는 롬이다. 

EPROM은 강한 자외선으로 데이터를 지우는 UVEPROM, 전기적인 기능으로 데이터를 지우는 EEPROM으로 나뉩니다. 

램 RAM (random access memory)

정보를 기록하고 기록해 둔 정보를 읽거나 수정할 수 있는 메모리입니다.

램은 전원이 끊어지면 기록된 정보도 날아가기 때문에 휘발성 메모리(Volatile Memory)라고도 합니다.

일반적으로 컴퓨터 살 때 4GB 8GB 길다란 막대기 처럼 생긴게 램 RAM 입니다!!

램은 'Random Access Memory'의 약자로 기억된 정보를 읽고 다른 정보를 기억시킬 수도 있습니다. 

어느 위치에 저장된 데이터든지 접근하는데 걸리는 시간이 동일합니다.(하드 디스크, 플로피 디스크는 다릅니다.)

램에 저장되어 있는 데이터는 컴퓨터가 작동하는 동안에만 유지되며, 컴퓨터의 전원이 꺼지면 램에 있는 데이터는 사라집니다.

따라서 램은 주로 컴퓨터의 주기억장치, 응용 프로그램의 일시적 로딩, 데이터의 일시적 저장에 사용됩니다.

대표적인 램의 종류에는 일정 시간마다 자료 유지를 위해 리프레시가 필요한 D램과 

전원이 공급되는 한 기억정보가 유지되는 S램이 있습니다.

D램 (동적 메모리, Dynamic Random Access Memory)

용량이 크고 속도가 빠르기 때문에 컴퓨터의 주력 메모리로 사용되는 램입니다.

D램은 전원이 차단될 경우 저장된 데이터가 소멸되는 휘발성 기억소자이며, 

시간이 지나면서 축적된 전하가 감소되기 때문에 전원이 차단되지 않더라도 저장된 데이터가 자연히 소멸되는 단점이 있습니다.

따라서 D램은 일정 시간마다 데이터를 유지해주는 기능인 리프레시가 필요합니다.

D램은 정보를 저장하는 방인 셀을 가지고 있는데, 메모리셀은 트랜지스터와 커패시터 각각 1개로 구성됩니다. (고밀도 집적에 유리)

커패시터는 전하의 유무에 따라 디지털 정보의 기본 단위인 0 혹은 1이라는 정보를 저장하고 

이 두 숫자를 판별하는 방식으로 데이터를 저장합니다.

하지만, 시간이 지나면서 커패시터의 전자가 누전되어 데이터를 유지하는 시간이 짧아집니다.

이를 방지하기 위해서 커패시터에 주기적으로 리프레시(재생)를 시켜 데이터를 상기시켜 줍니다.

램 종류 중에서는 현재 디램을 주로 쓰고 있습니다. 삼성과 하이닉스가 디램 시장을 잡고 있습니다.

S램 (정적 메모리, Static Random Access Memory)

전원을 공급하는 한 저장된 데이터가 보존되는 램입니다.

S램은 전전원이 공급되는 한 데이터가 보존되기 때문에 D램과 달리 리프레시가 필요없습니다.

S램은 여러 개의 트랜지스터가 하나의 셀을 구성하기 때문에 데이터를 이동시키는 통로가 많아 D램보다 데이터 처리속도가 빠릅니다. (약 5배) 

하지만, 데이터를 저장하는 셀의 크기가 커 동일 면적에 대한 집적도가 낮고 회로구조가 복잡하여 대용량으로 만들기 어렵습니다. 

따라서 같은 집적도의 D램보다 고도화된 기술을 요구하고 이러한 특징들로 인해 가격이 비싸며 그래픽카드 등 

주로 소용량의 메모리로 사용됩니다.

플래시 메모리

전원이 끊겨도 데이터를 보존하는 특성을 가진 반도체입니다.

전원이 꺼지면 기억된 정보를 모두 잃어버리는 메모리 반도체인 D램, S램과 달리 

플래시 메모리는 데이터를 보존하는 비휘발성 메모리의 일종입니다.

플래시 메모리는 전기적인 방법으로 정보를 자유롭게 입출력할 수 있으며, 전력소모가 적고 고속프로그래밍이 가능합니다.

또한 부피가 작고 충격에 강하다는 장점이 있습니다.

일반적으로 D램은 트랜지스터 1개와 커패시터 1개로 셀이 구성되지만, 플래시 메모리는 트랜지스터 1개로 하나의 셀을 구성한다.

전원이 꺼지더라도 저장된 데이터를 보존하는 롬(ROM)의 장점과 정보의 입출력이 자유로운 램(RAM)의 장점을 동시에 가지고 있습니다.

이 때문에 디지털 카메라, MP3, 휴대전화, USB 드라이브 등 휴대형 기기에서 대용량 정보 저장 용도로 사용됩니다.

플래시 메모리는 반도체 칩 내부의 전자회로 형태에 따라 NAND(데이터 저장)형과 NOR(코드 저장)형으로 구분됩니다. 

낸드플래시는 용량을 늘리기에 쉽고, 노어 플래시는 읽기 속도가 빠른 장점을 가지고 있다. 

낸드 플래시 메모리 (NAND Flash Memory)

반도체의 셀이 직렬로 배열되어 있는 플래시 메모리의 한 종류입니다.

낸드 플래시는 저장단위인 셀을 수직으로 배열하는 구조이기 때문에 좁은 면적에 많은 셀을 만들 수 있어 대용량화가 가능합니다. 

또한 데이터를 순차적으로 찾아가 읽기 때문에 노어 플래시보다 읽기 속도는 느리지만, 

별도로 셀의 주소를 기억할 필요가 없어 쓰기속도는 훨씬 빠릅니다.

이처럼 낸드 플래시는 소형화, 대용량화가 가능하기 때문에 다양한 모바일 기기 및 전자제품의 저장장치로 사용되고 있다.

삼성이 현재 시장을 잡고 있습니다.

노어 플래시 메모리 (NOR Flash Memory)

반도체의 셀이 병렬로 배열되어 있는 플래시 메모리의 한 종류입니다.

노어 플래시는셀을 병렬로 배열하는 구조이기 때문에 데이터를 빨리 찾을 수 있어 

낸드 플래시보다 읽기속도가 빠르고 데이터의 안전성이 우수합니다. 

하지만 각 셀의 주소를 기억해야 하기 때문에 회로가 복잡하고, 

이로 인해 데이터를 저장할 수 있는 공간이 좁아 대용량화가 어렵습니다. 

또한 셀의 주소를 찾아 써야하기 때문에 낸드 플래시보다 쓰기속도가 느립니다.

메모리 최강자 한국 짱짱~~~

이번 글은 반도체 집적회로의 제조공정에 대해서 알아보겠습니다.

공부 출처는 삼성 반도체이야기를 주로 참고했습니다.

먼저 집적회로(IC)는 하나의 기판에 트랜지스터, 저항, 콘덴서, 다이오드 등을 초소형으로 집적으로 회로를 구성한 칩을 말합니다. 

장점은 소형화, 가격 절감, 기능 확대가 있고 단점은 전압, 전류, 열에 약하다는 단점이 있습니다.

전압, 전류, 열 같은 경우 제품을 만들 때 중요하기 때문에 DataSheet를 보고 유의하여 살펴봐야합니다.

반도체의 공정은 크게 8가지로 구성되어 있어 8대공정이라 불립니다.

웨이퍼 공정 - 산화공정 - 포토공정 - 식각공정 - 박막공정 - 금속공정 - EDS 공정 - 패키지 공정

웨이퍼 공정

웨이퍼(Wafer)란?

웨이퍼란 반도체 소자 제조의 재료입니다. 실리콘(Si), 갈륨아세나이드(GaAs)등을 성장시켜 얻은 

단결정 기둥(잉곳, Ingot)을 얇게 썬 원판입니다.

이 원판은 집적회로를 새기기 위한 도화지라고 보시면 됩니다.

실리콘을 모래에서 추출한 다음 정제과정이 필요합니다. 그래서 실리콘을 녹인 후 정제하여 실리콘 용액을 만든 후에 

실리콘 기둥 즉 잉곳을 만듭니다.

실리콘을 녹이는 온도는 약 1400도이고 녹인 후 결정을 성장시키는 데에는 쵸크랄스키법(CZ,Czochralski) 성장법, 

플로팅 존(FZ,Float zone) 성장법을 주로 이용합니다. 

우선 잉곳의 양 끝을 절단한 후 원판형으로 자르기 위해 원통 바깥쪽의 울퉁불퉁한 부분을 잘라냅니다.

그 후 다이아몬드나 와이어로 얇게 썰어내 웨이퍼를 만들어 냅니다.

그리고 원하는 두께로 깎아내는 래핑(Lapping), 모서리를 깎아내는 엣지 그라인딩 , 연마(Polishing)과정이 있습니다.

연마 과정은 깎아낸 웨이퍼 표면에 흠이 많고 거칠어서 IC으로 바로 사용할 수 없기 때문에 합니다.

그리고 이 웨이퍼의 크기가 크면 클수록 한 번에 생산할 수 있는 IC칩수가 증가합니다. 

산화공정

산화공정은 웨이퍼 표면을 보호하기 위해 웨이퍼 표면에 산화막(SiO2)을 형성하는 과정입니다.

순수한 실리콘 웨이퍼는 부도체이기 때문에 불순물을 주입하여 반도체의 성질을 갖게 해야합니다.

산화막은 원하지 않는 불순물의 침입을 막게 해줍니다.

이 산화막은 오염물질이나 불순물로부터 웨이퍼 표면을 보호해줍니다. 

오염물질이나 불순물이 실리콘에 침투하게 되면 비저항, 전도율, 전기적 특성이 변화하여 산화막은 중요한 역할을 합니다.

이런 산화막이 형성되는 두께에는 도핑농도, 압력, 시간, 온도와 같은 여러 변수가 적용됩니다.

산화막을 형성하기 전에 표면 불순물을 제거하는 Wafer Cleaning 과정이 있습니다.

일반적으로 산화막은 약 1000도에서 수증기나 산소와 같은 산화제를 웨이퍼 표면에 뿌려 형성합니다.

산소를 산화제로 쓰는 경우 건식 산화(Dry oxidation) 수증기를 산화제로 쓰는 경우 습식 산화(Wet oxidation)으로 분류합니다.

건식 산화는 습식 산화보다 속도는 느리지만 산화막의 질이 좋다는 장점이 있습니다. 

건식 산화는 산화막을 얇게 만들 때 주로 사용합니다. 

습식 산화는 속도가 빠르고 산소와 수증기 모두 사용하므로 두꺼운 산화막을 만들 때 주로 사용합니다.

최근에 에너지혁명2030 이라는 책을 읽었습니다.

관심있던 주제를 다루고 많은 통계와 자료로 근거를 가지고 설명을 해주는 책이지만

처음부터 끝까지 태양광에너지, 전기차 짱짱만 하는 글인데 조금 내용이 길다고 느꼈습니다.

하지만 요새 주식도 하고 전공이랑 관련된 분야라서 많은 도움이 되었습니다.

에너지혁명2030의 줄거리를 이야기하겠습니다.

기존의 석유에너지는 결국 태양광에너지, 풍력에너지에 의해서 붕괴될 것이라고 말하고 있습니다.

석유에너지, 원자력에너지는 결국 소비자에게 공급되려면 특정한 곳에서 생산되어서 운송수단(차량, 전선 등)으로 운반되고 

환경파괴, 위험성이라는 많은 단점이 있습니다. 

하지만 태양광에너지는 많은 장점이 있습니다. 

소비자가 직접 에너지를 생산하고(분산 참여형 에너지) 또한 특별한 장점으로 주로 에너지를 많이 사용하는 피크 시간대에

전력생산을 많이 하여 피크 요금 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있습니다.

그리고 태양광에너지 생산을 위한 패널의 가격도 무어의 법칙과 같이 매우 빠른 속도로 원가 절감이 되고 있어서

태양광에너지의 단점인 소비자의 소비 자본 필요도 해결되고 있습니다. 또한 태양광에너지는 관리비용도 적은 장점이 있습니다.

그리고 전기차도 현재는 배터리 때문에 가격이 높은 편인데 배터리의 원가도 매우 빠른속도로 빨리지고 

배터리의 성능은 높아지고 있습니다.

전기차는 또한 석유에너지에 관한 복잡한 부품들이 없어져 고장이나 관리비용도 감소한다고 합니다.

또한 자율주행 자동차로 인해 기존의 자동차 시장이 완전히 변할 것이라고 하고 있습니다. 

자율주행자동차는 교통체증, 주차장 등의 문제를 획기적으로 해결 할 수 있습니다.

하지만 저는 자율주행자동차를 너무 예찬론적으로 적어 놨지만 인터넷을 사용하기 때문에 해킹과 같은 보안문제가 있다고 생각합니다.

이 책에서 했던 좋은 인상적인 표현들을 적어보자면

석기시대의 종말은 돌을 모두 소모해서 온게 아니다. 석유, 기존의 자동차도 마찬가지일 것이다. 

분산 참여형 에너지(태양광 에너지)가 전력회사를 붕괴할 것이다.

결론

이 책은 좋은 근거를 가지고 말을 하고 있지만 너무 시선이 한쪽으로 치우쳐져 있어서 아쉬웠습니다. 

태양광에너지, 풍력에너지 최고, 나머지는 다 붕괴할 것이다. 만 강조하고 태양광에너지, 풍력에너지의 단점은 보기 힘들었습니다.

그리고 번역책이라 우리나라 상황이 반영되지 않았다는 단점도 있죠.

태양광에너지의 단점 중에는 넓은 면적이 필요하다는 점이 있습니다. 따라서 우리나라 상황에 큰 단점으로 적용될 수 있습니다.

또한 자율주행자동차는 해킹이 되면 대형사고, 테러의 가능성도 있습니다.

하지만 개인적인 의견으로는 태양광에너지, 전기차의 시장 장악은 100%라고 저도 확신합니다.

단점이 해결되는 속도가 중요하다고 생각합니다.

이번 글은 요새 너무나도 핫한 2차전지에 대해서 써보도록 하겠습니다.

원래 2차전지가 노트북, 휴대폰 등에 사용되면서 주목을 받았지만 전기차가 떠오르면서 주목을 더욱 받았습니다.

2차전지란??

2차 전지의 시초는 19세기 프랑스의 물리학자 가스통 플랑테에 의해 만들어진 플랑테전지(납축전지)입니다.

2차전지는 축전지라고도 불립니다. 외부의 전기에너지를 화학에너지의 형태로 바꾸어 저장했다가 필요할 때 

전기를 만들어 내는 장치입니다.

현재 노트북, 휴대폰, 스마트워치 등 다양한 전자기기에 사용 중이며 전기차의 필수 부품이고 

IOT가 진행되면 제 생각엔 거의 모든 물건에 2차전지가 사용될 것이라고 생각됩니다. 

1차전지는 한 번 사용하면 끝이고 2차전지는 충전해서 반영구적으로 사용하는 전지입니다. 따라서 친환경 부품으로 주목받고 있으며

2차전지는 분리막, 양극재, 음극재, 전해질 등의 4대 핵심소재로 구성되어있습니다.

그리고 충전물질에 따라서 종류가 나뉘는데 종류는 니켈-카드뮴, 리튬이온, 니켈-수소, 리튬폴리머 등 다양한 종류가 있습니다

특히 리튬이온전지가 가벼운 무게와 고용량의 장점 때문에 현재 2차전지 시장의 대부분을 차지하고 있고

리튬폴리머전지는 모양을 다양하게 할 수 있어 얇은 전지를 만들 수 있다는 장점이 있습니다. 

대표적인 2차전지 리튬이온전지의 장점을 알아보겠습니다.

- 환경 규제물질을 포함하지 않아 환경 친화적이다.

- 에너지 밀도가 높다.

- *메모리효과가 없다.(비메모리 효과)

- 수명주기가 길다.

- 보통의 배터리보다 높은 출력 구현이 가능하다.

단점을 꼽자면 전해질이 액체로 구성되어 있어 표면이 파손되면 쉽게 새어나온다는 것입니다.

이 단점을 개선한 전지가 리튬폴리머전지입니다.

메모리 효과란?

기억 효과라고도 불리는데 방전이 충분하지 않은 상태에서 다시 충전하면 전지의 실제 용량이 줄어드는 효과를 말한다.

현재 우리나라는 2차전지 시장에서 좋은 우위를 차지하고 있습니다.

원래 일본의 점유율이 선두였지만 최근에 우리나라가 역전을 하였습니다.

우리나라는 2차전지 시장의 후발주자였는데요. 아마 스마트폰의 영향이 크다고 생각합니다. 

한국의 스마트폰 시장이 성장하면서 배터리 시장도 함께 성장했다고 생각합니다.

현재 삼성 SDI, LG화학, SK케미칼이 좋은 실적을 내주고 있습니다.

제 생각을 보태자면 아직 2차전지는 성장할 길이 많이 남았다고 생각합니다.

우리나라 전기차 시장도 이제 시작이라고 생각하고

소형, 대형배터리 모두 용량도 증가해야하고 향후 플렉시블 배터리도 상용화가 될 것이라고 생각합니다.

2차전지의 강자 대한민국 화이팅입니다!

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추가내용

리튬이온 배터리는 산화, 환원이 전부 리튬만 일어나기 때문에 다른 불순물이 안 생긴다!

방전(사용)시에 음극에서 리튬이 산화되어 리튬이온과 전자가 발생하고 각각 양극으로 이동한다.

리튬이온은 양극으로 가서 양극의 전자와 환원되고

충전시에 외부에서 힘을 가해줘(전압) 리튬이 다시 산화되고 리튬이온과 전자가 발생해서 각각 음극으로 이동한다.

음극과 양극이 붙어있으면 너무 뜨거워져 위험해지기 때문에 분리막이 존재합니다.  

스웰링효과 - 과충전을 방치할 경우 내부 과열과 화학반응이 일어나는 현상

얼마 전 190년 동안 진리로 믿어져왔던 옴의 법칙이 깨졌다는 신기한 뉴스를 봤는데 

더군다나 우리나라 연구진들(포스텍 김지훈 물리학과 교수팀, 대구대 김헌정 교수)에 의해 깨졌다는 소식이었습니다.

우리나라에서 이런 기초연구에 좋은 실적이 나오다니 신기하면서도 멋집니다.

그렇다면 옴의 법칙에 대해서 간단히 알아보고 가겠습니다.

옴의 법칙(Ohm's Law)이란?

옴의 법칙은 전자기학의 법칙 중 하나이고 독일의 과학자 게오르크 옴의 이름을 딴 것입니다.

V=I*R 이라는 유명한 공식이 나오죠.(I=V/R, R=V/I 로 바꾸어 해석할 수 있습니다.)

말로 표현하면 두 지점 사이의 도체에 일정한 전위차가 존재할 때, 도체의 저항의 크기와 전류의 크기는 반비례한다 입니다.

V는 도체에 양단에 걸리는 전위차로 단위는 볼트(V,Volt), I는 도선에 흐르는 전류로 단위는 암페어(A,Ampere), 

R은 도체의 전기저항 단위는 옴입니다.(Ω, ohm)

옴의 법칙은 어릴 때 과학 물리 전기 시간에 배웠던 기억이 나네요.

불변의 진리였죠. 바로 저항의 존재 때문에 불변의 법칙으로 여겨졌는데요.

왜냐하면 어떠한 물질에도 저항은 존재하여 옴의 법칙이 성립했기 때문입니다.

하지만 이 법칙은 바일금속의 등장으로 무너지게 됩니다.

보통 일반적인 물질에서는 전압을 걸어주면 전자가 이동하는데 물질 안에 있는 불순물이 전자의 이동을 방해합니다. 

이를 저항이라고 하는데요.

바일금속에 전압을 걸어주면 내부에 전자가 이동하는 통로가 생깁니다.

이 때 전자들은 이 통로를 통해 방해를 받지 않고 이동하게 됩니다.

이러한 바일금속의 특징을 이용하면 저항을 받지 않고 전류가 흐르는 소자를 만들 수 있습니다.

이 점이 주목 받는 이유는 에너지 손실이 거의 없는 월등한 품질의 반도체 기기를 만들 수 있다고 바라보고 있기 때문입니다. 

또한 발열을 줄일 수 있고 전력송수신에 효율이 올라갑니다.

하지만 이러한 발견에 부정적인 시선이 있습니다. 

실험에 착오가 있었던건 아닐까, 옴의법칙이 깨지다는 과장된 표현이다, 단지 상온 초전도체가 발견되었을 뿐이다.

등의 부정적 시선들이 많이 보이네요.

본문대로라면 엄청난 발견이지만 2013년에 최초 발견인데 너무 잠잠하다고 생각되긴 합니다.

190년 동안 불변의 법칙인 옴의 법칙이 깨지다 라는 약간 과장된 표현이 사용되었을 수도 있지만

분명 상온에서 초전도체의 성질을 가진다면 그리고 추후에 상용화가 가능하다면 엄청난 발견은 확실하다고 봅니다.

활용분야도 엄청나고 그 효과도 어마어마하기 때문입니다.

또 이런 좋은 소식이 대한민국에서 자주 들렸으면 좋겠습니다. 

대한민국 연구진분들 화이팅입니다!

다들 로또 구매해보셨나요?

저는 가끔 기분전환용으로 로또를 구입합니다. ㅎ

월요일 쯤에 사면 당첨되면 뭐하지? 하는 상상과 함께 일주일이 잠깐 행복해져요. 토요일이면 물거품이 되지만요.. ㅋㅋㅋ

로또란?

나눔로또에서 판매하는 복권으로 45개의 숫자 중에서 여섯개를 고르고 숫자의 순서는 상관없으며 토요일날 숫자를 발표합니다.

로또 구매 장소는 편의점이나 로또방입니다.

모든 편의점에서 판매하는 것이 아니라 로또를 판매하는 곳은 편의점 밖에 Lotto라고 적혀있습니다! ㅎ

로또 복권을 판매하는 곳은 그리 많지 않고 보통 연금복권이나 즉석복권을 많이 팔더라고요.

얼핏 듣기로 로또 판매권도 경쟁이라고 들었습니다 ㅎ 

그렇다면 이제 로또 판매점에 가서 로또를 구매하는 방법을 알아보겠습니다.

로또 판매처에는 위와 같은 용지가 있습니다. 자신이 원하는 번호를 마킹해서 복권을 구매할 수 있습니다.

마땅한 번호가 없으면 자동으로 선택하면 컴퓨터가 랜덤으로 번호를 발급해줍니다.

대부분 5개 (5000원)을 구매하며 저는 보통 2개~3개를 삽니다 ㅎ

지갑에 잔돈이 있으면 가끔 저렇게 2개~3개를 자동으로 구매합니다.

자동이 오히려 확률이 더 높은거 같아요.

로또를 구매하면 다음과 같은 용지를 받게 됩니다. 그리고 결과 (토요일 오후 8시 45분)에 확인하시면 됩니다!

저는 보통 모바일로 저 용지에 있는 QR코드로 간단하게 확인한답니다! 

45개의 숫자 중에 6개를 모두 맞추면 1등입니다.

로또 1등에 당첨될 확률은 814만 5060분의 1이라고 합니다.

어마어마한 확률이죠.... 

수령 방법은

1등은 농협은행 본점에서

2등,3등은 농협은행 각 지점에서

4등,5등은 일반 판매점과 농협은행 각 지점에서 수령이 가능합니다.

1등의 당첨금은 총 당첨금(로또 전체 판매액의 50%) 중 4등, 5등 금액을 제외한 금액의 75%입니다.

그리고 로또에는 수많은 조작 의혹이 있습니다.

저도 한 번 찾아봤는데 꽤나 그럴 듯 하더라고요.

당첨 번호는 이미 정해져 있다. 공마다 무게나 재질이 달라 원하는 번호를 나오게 할 수 있다. 로또 추첨 이후에 로또가 판매되었다.

등의 조작의혹이 있습니다.

또한 외국에서도 로또 조작의혹이 있는데 재밌더라고요.

이런 조작 의혹도 있고 어마어마한 확률인 로또!

로또 당첨에 목숨걸지 마시고 그냥 소소하게 일주일의 행복을 구매한다는 생각으로 편안하게 구매하셨으면 하는 바램입니다.

저번 시간에 Grayscale에 대해서 알아보았는데요

흔히 Grayscale 다음에 하는 작업인 Edge Detection에 대해 알아보겠습니다.

엣지 디텍션 즉 윤곽선 검출은 사진에서 원하는 정도의 윤곽선을 검출해 내는 작업입니다.

저는 대외활동에서 이 엣지 디텍션을 로봇이 길의 경계선을 보고 수평을 맞추는데에 사용했습니다.

윤곽선 검출을 통해서 길의 경계선을 보고 기울기를 판단하여 수평을 맞추는 작업을 했었습니다.

엣지 디텍션은 비교적 쉬운 기법으로 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.

먼저 윤곽선 즉 에지에 대한 개념을 알고 가겠습니다.

윤곽선(Edge)이란?

다른 명암도를 가진 경계선, 픽셀의 밝기가 임계값(Threshold) 보다 크게 변하는 경우

그러면 영상에서 윤곽선은 어떻게 찾느냐!

밝기의 변화량 가지고 찾는데 변화량은 미분을 통해서 알 수 있습니다. 

1차 미분 값에서 기울기의 크기로, 2차 미분값에서 기울기의 부호로 밝고 어두움을 판단 할 수 있습니다.

그러면 영상에서는 미분을 어떻게 하느냐!!

바로 마스크로 합니다.

마스크란 미분 연산자와 동일한 효과를 갖는 일종의 필터입니다.

마스크엔 기본 조건이 있습니다.

- 마스크 크기의 가로 세로가 같고 홀수여야 함

- 중심을 기준으로 상하좌우가 대칭이어야 함

- 중심의 수는 항상 0 이상의 양수이다.

- 모든 수의 합은 0이어야 함

우선 대표적인 1차미분 연산인 소벨(Sobel) 마스크를 예로 들어보겠습니다.

대칭적이고 모든 수의 합은 0입니다. 왼쪽이 세로방향에 대한 마스크, 오른쪽이 가로방향에 대한 마스크입니다.

저기서 2가 1로 -2가 -1로 바뀌면 Prewitt마스크입니다. Sobel마스크가 개선된 마스크입니다.

잡음에 조금 강하고 연산속도가 느린 편입니다.

위의 그림은 3x3 크기의 마스크고 5x5 크기의 마스크도 있습니다.

로버츠(Roberts) 마스크입니다. 왼쪽이 수직 마스크고 오른쪽이 수평 마스크입니다.

위의 소벨, 프리윗 마스크에 비해 연산속도가 빠릅니다.

엣지를 확실하게 검출할 수 있지만 매우 얇은 엣지가 검출되며 잡음에 약하다는 단점이 있습니다.

위의 마스크들이 대표적인 1차미분에 관한 마스크고 이제 2차미분에 관한 마스크를 살펴보겠습니다.

2차미분인 라플라시안 마스크!

라플라시안 마스크는 다른 마스크에 비해 종류가 많습니다. 

라플라시안 마스크는 잡음에 약하기 때문에 잡음을 줄여주는 Gaussian Smoothing을 적용한 후 

라플라시안 마스크를 연산하는 LOG(Laplacian of Gaussian)을 사용하기도 합니다.

그리고 잡음에 강한 캐니(Canny) 마스크!

캐니 마스크는 다른 마스크의 응용이라고 볼 수 있습니다.

사용법은 먼저 가우시안 필터로 블러링(평활화)을 해서 잡음을 제거합니다.

위의 마스크가 가우시안 필터 마스크입니다.

그 후 소벨 마스크와 같은 마스크 연산으로 엣지를 검출합니다.

그리고 Non-Maximum Value 제거를 합니다. 이건 좀 고급과정인거 같은데 평활화를 하여서 잘못 검출된 Edge를 제거하는 과정입니다.

Local Maximum Value만 남기고 가짜 엣지는 제거하는 과정입니다. 따라서 엣지가 좀 Sharp해집니다.

최대치 판단은 주로 3x3크기에서 가운데 값을 기준으로 상하좌우값을 비교해서 가운데 값이 크면 값을 남기고 아니면 제거합니다.

다음 과정은 Double Thresholding 와 엣지 연결과정입니다.

Threshold 즉 임계값을 2개(low, high)를 잡고 높은 임계값에서 검출된 엣지를 우선적으로 최종적인 엣지로 판단합니다.

그리고 낮은 임계값에서만 검출된 엣지 중에서 최종적인 엣지와 연관된 엣지만을 최종적인 엣지로 판단하고 나머지 즉 연관성 없는, 

잡음에서 엣지로 판단된 쓰레기값들은 버립니다. 그러면 최종적인 깔끔한 엣지가 검출됩니다.  

잡음에 강하고 꽤 이상적인 엣지 검출이지만 캐니 엣지 검출은 구현이 복잡하고 연산 속도가 느리다는 단점이 있습니다.

캐니 엣지 검출은 아래의 블로그에 그림과 함께 자세하게 설명되어 있더라고요!

http://carstart.tistory.com/188

참고로 코딩에서 마스크는 주로

int mask[3][3] = { {-1, 0, 1}, 

                       {-2, 0, 2}, 

                       {-1, 0, 1} }; 로 표현합니다.

이상 여러종류의 윤곽선 검출에 대해서 알아보았습니다!

이번 글은 프로그래밍 카테고리에 필수로 있어야 한다고 생각하는 C언어에 대해서 작성해보도록 하겠습니다.

프로그래밍의 기본이자 제일 중요하다고 생각하는 C언어! C language!

C는 1972년 벨 연구소에서 켄 톰슨과 데니스 리치가 유닉스 운영체제에 사용하기 위해 개발한 프로그래밍 언어입니다.

켄 톰슨이 B언어를 만들었고 데니스 리치가 이를 개선하여 C언어를 만들었습니다.

그리고 이후 나온 무수한 프로그래밍 언어가 C언어를 기반으로 만들어졌습니다. 

따라서 C는 실질적으로 모든 컴퓨터 시스템에서 사용 가능한 언어입니다.

그래서 대학에서 프로그래밍 언어를 배울 때 C언어를 제일 먼저 배우는 거 같습니다.

현재 윈도우에서 가장 많이 사용하는 C언어 IDE는 비쥬얼스튜디오(Visual stdio)입니다.

IDE란 통합 개발 환경을 뜻하고 통합 개발 환경이란 코딩, 디버그, 컴파일, 배포 등을 하나의 프로그램에서 처리하는 환경입니다.

몰랐는데 요즘은 마이크로소프트 홈페이지에서 비쥬얼스튜디오를 아예 무료로 제공을 하더라고요.

예전엔 드림스파크에서 학교메일을 인증하고 복잡하게 무료로 설치했는데 의외의 희소식이네요!

그것도 비주얼스튜디오2017을 커뮤니티 버전으로 제공한다고 하네요!!

처음하시는 분이나 다 까먹으신 분들을 위해서 친절하게 C언어 사용법을 알려드리겠습니다! ㅎㅎ

사용법 예제로는 Hello World가 최고죠!

저는 현제 Visual Studio 2013 사용중입니다.

C파일을 만들기 위해서 먼저 프로젝트를 생성해야합니다.

메인화면에서 Start - New Project를 클릭해도 되고 메인화면이 안보인다면

탭 File - New - Project  or  Ctrl+Shift+N 단축키를 사용하셔도 됩니다.

그리고 Templates - Visual C++ - General - Empty Project를 선택하시고 원하는 프로젝트 이름을 입력하고 OK를 클릭하시면 됩니다.

그리고 Solution Explorer - 해당 프로젝트 - Source Files - 오른쪽 마우스 클릭 - add - New item 을 클릭합니다.

C++파일을 선택하시고 파일명만 .c로 바꿔줍니다. 파일명은 상관없습니다! ㅎ

위와 같이 코드를 입력해줍니다.

만약 위와 같은 검은색 결과창 cmd 창이 바로 사라진다면 return 0; 바로 윗줄에 getchar();를 추가해보세요!

그러면 문자를 입력받을 때까지 멈춰있겠다는 뜻입니다.

그러면 간단히 코드를 살펴보겠습니다.  

#include <stdio.h>

int main()

{

printf("Hello World\n");

return 0;

}

Hello World를 통해서 C언어의 기본구조를 살펴보겠습니다.

#include <stdio.h>

이 줄은 헤더파일 stdio.h를 포함하겠다는 뜻입니다.

stdio는 Standard input/output의 줄임말이며 표춘입출력 라이브러리로 다양한 입출력 함수를 내장하고 있습니다.

int main()

중요한 main 함수입니다. 저는 이 프로그램이 뭐하는 프로그램인지 확인할 때 main함수부터 들여다 봅니다.

int는 출력형태 main은 메인함수여서 main으로 함수이름을 짓고 (void) 는 입력형태입니다.

그리고 중괄호{} 안에 주요 함수들과 변수들이 위치합니다.

printf();

stdio.h에 내장되어있는 출력함수입니다.  결과창에 원하는 내용을 출력합니다.

return 0;

return은 함수가 반환하는 값을 나타냅니다.

main 함수에서는 0을 반환하고 메인함수를 종료합니다.

모두 C언어 공부 화이팅입니다!!!

이번 글은 안구건조증에 아주 효과적인 영양제 아이브라이트를 소개하겠습니다!

저는 어릴 적부터 여름엔 에어컨과 선풍기 때문에 안구건조증으로 고생하고 겨울에는 건조해서 안구건조증으로 고생했습니다.

눈이 너무 시리고 이물감이 느껴져 힘들었습니다.

주위에도 안구건조증 때문에 고생하시는 분들이 엄청 많은걸로 알고 있습니다.

안구건조증으로 고생하던 중 안구건조증은 영양제로 좋아질 수 없을까 고민하던 중

쿠마님 블로그에서 아이브라이트(Eyebright)라는 제품을 발견했는데 효과가 좋더라고요! ㅎㅎ

저는 아이브라이트를 복용하고 효과를 즉각적으로 느낄 수 있었습니다.

점심에 먹으니 하루가 편안하더라고요. 

아이브라이트는 서아시아와 유럽이 원산지인 허브의 일종이며 옛날부터 눈에 좋은 약초로 쓰여왔다고 합니다.

아이브라이트의 주 효능은 점액질 분비 균형을 맞춰줍니다. 따라서 안구건조증에 효과적입니다.

또 점막과 관련된 염증에도 효과적이어서 점막염증, 축농증, 비염, 코감기에도 효과적입니다.

안구건조증이란?

눈물이 부족하거나 눈물이 과하게 증발하거나 눈물 구성성분의 균형이 안 맞아 안구 표면이 손상되고 눈이 시리고 자극감, 이물감, 

건조감 같은 자극 증상을 느끼게 되는 눈의 질환입니다. 

원인은?

-눈물의 분비 저하

-눈물의 과도한 증발

-눈물 생성기관의 염증

-비타민 A 결핍

증상은?

눈이 시리고 모래알이 들어간 듯한 이물감이 있으며 눈이 쉽게 피로해집니다.

특히 겨울철 외출 시 찬 바람을 맞으면 눈물이 줄줄 흐르고 심한 경우 두통을 호소하기도 합니다.

참고로 심각한 비타민 A 부족으로 인한 안구건조증은 각막궤양을 일으킬 수 있으며 각막의 손상으로 시력을 잃을 수 있습니다.

아이브라이트 제품 추천

https://kr.iherb.com/pr/Nature-s-Way-Eyebright-Herb-430-mg-100-Capsules/1956

제가 아이허브에서 구매했던 제품인데 통관이 금지되었네요.. 찾아보니 쿠팡에서는 구매가 가능합니다!! ㅎ

https://www.coupang.com/vp/products/21031?itemId=53165&vendorItemId=3085350059&q=%EC%95%84%EC%9D%B4%EB%B8%8C%EB%9D%BC%EC%9D%B4%ED%8A%B8&itemsCount=36&searchId=cb98cb6417114bc0a1647e02ee4e1e72&rank=0

https://www.coupang.com/vp/products/330636?itemId=785349&vendorItemId=3000635957&q=%EC%95%84%EC%9D%B4%EB%B8%8C%EB%9D%BC%EC%9D%B4%ED%8A%B8&itemsCount=36&searchId=cb98cb6417114bc0a1647e02ee4e1e72&rank=1

쿠마님이 추천하시는 제품입니다. 유명한 나우푸드사의 제품입니다!

가격이 비슷해서 둘 중 재고가 있는걸로 사시면 될 듯합니다.

복용법은 식후에 한 알씩 하루에 두 알 드시면 됩니다.

가끔 렌즈를 끼게 되는 날이 있는데 그때도 아이브라이트를 복용하면 훨씬 눈의 컨디션이 좋아집니다.

날이 건조하면 매일 인공눈물을 챙겨다니는데 아이브라이트를 복용하면 눈이 편해서 인공눈물을 잘 안넣게 되더라고요.

안구건조증이 있으신 분들은 에어컨과 선풍기를 최대한 피하시고 안경으로 외부 자극을 막는게 도움이 되고 

가습기를 활용하시거나 인공눈물을 꾸준히 넣거나 아이브라이트를 섭취해보세요!

인공눈물은 아침에 일어나자마자 넣는게 제일 효과적이라고 알고 있습니다.

저 중에 가장 간단한 방법은 아이브라이트를 복용하는거라고 생각합니다. 

혹시 포스팅을 보고 아이허브에서 구매하시는 분은

추천코드 QBG056 부탁드립니다! ㅎㅎ

첫구매 5$ 할인받으실 수 있어요!

저한테는 포인트 혜택이 있고요! ㅎ