2-3. 트랜지스터 — 현대 전자기기의 핵심

인류 역사상 가장 많이 만들어진 물건

인류가 지금까지 만든 물건 중 가장 많이 제조된 것은 무엇일까? 볼펜? 종이 클립? 나사못?

정답은 트랜지스터(transistor)이다.

2025년 현재, 인류는 매년 약 $10^{21}$개 — 즉 1조의 10억 배 — 의 트랜지스터를 생산하고 있다. 지구 위의 모래알 수($\approx 10^{19}$개)보다 많은 수의 트랜지스터가 이미 만들어졌다. 그리고 여러분의 주머니 속 스마트폰에도 약 150억 개의 트랜지스터가 들어 있다. 손톱만 한 칩 위에 말이다.

그런데 이 작은 소자가 대체 무엇을 하길래 이토록 많이 필요한 걸까?

답은 놀라울 정도로 단순하다: 트랜지스터는 전기 신호로 제어되는 초소형 스위치이다. 켜고(ON) 끄는(OFF) 것 — 이것이 트랜지스터의 본질이다. 이 간단한 동작을 초당 수십억 번 반복하면서, 사진을 처리하고, 음성을 인식하고, 인공지능을 구동한다. 여러분이 지금 이 교재를 디지털 화면으로 읽고 있다면, 수십억 개의 트랜지스터가 지금 이 순간에도 쉴 새 없이 켜졌다 꺼졌다를 반복하고 있는 것이다.

이 절의 핵심 질문: "트랜지스터는 어떤 원리로 작동하며, 왜 이 작은 소자가 현대 문명의 심장이 되었는가?"