[2021년 05월 07일] - 세계 최초로 2나노미터(nm) 나노시트(nanosheet) 기술로 개발된 칩이 등장했다. 제조사 IBM은 반도체 설계와 공정의 신기원을 이뤘다고 자찬했다.
반도체는 컴퓨터에서 가전제품, 통신 기기, 운송 시스템 및 주요 인프라에 이르기까지 모든 분야에서 중요한 역할을 하고 있다. 하이브리드 클라우드, AI, 사물인터넷 시대에 칩 성능과 에너지 효율 증대에 대한 요구는 계속 높아지고 있다.
이에 업계는 집적도를 높이는 기술 난이도에 사활을 걸고 있다. 파운더리 사업의 양대 주축에 TSMC와 삼성이 주도권 다툼이 한창이다. 하지만 아직까지 7나노 문턱을 넘지 못하는 상황.
IBM이 개척한 2나노 칩 기술은 시장의 변화를 수용할 수 있는 근간으로 평가받는다. 오늘날 가장 발전된 7나노 노드 칩보다 45% 더 높은 성능과 75% 더 낮은 에너지 사용을 달성할 것으로 전망했다.
예컨대 △ 휴대폰 배터리 수명 4배 증가 △ 데이터 센터 탄소 배출량 감소 △ 속도 향상 등 기능 대폭 향상 △ 자율주행차에서 물체 감지 및 반응 시간 단축 등이 일례다.
# 반도체 혁신 이뤄낸 IBM
IBM의 반도체는 뉴욕 올버니 나노테크 단지 내에 있는 연구소에서 개발되는 상황. 공공 및 민간 부문 파트너와 함께 논리 회로의 확장과 반도체 성능의 경계를 넓히기 위해 긴밀히 협력하고 있다.
IBM 올버니 연구소는 협업 접근 방식을 통해 에코시스템을 구축하고 신기술 개발 프로젝트를 끊임없이 진행해 제조 수요를 해결하고 글로벌 칩 산업의 성장을 가속하고 있다.
그동안 7나노 및 5나노 공정 기술의 첫 구현, 단일 셀 DRAM, 데너드 스케일링 법칙, 화학적으로 증폭된 감광액, 구리 상호 연결 배선, 실리콘 온 인슐레이터 기술, 멀티 코어 마이크로프로세서, 하이-K 게이트 유전체, 임베디드 DRAM, 3D 칩 스태킹 기술 등을 선보였다.
7난 첫 상용화 제품은 올해 말 파워10 기반 시스템에 적용될 예정이다.
# 손톱만 한 크기의 칩에 500억 개의 트랜지스터
칩당 집적된 트랜지스터 수를 늘리면 칩은 더 작고, 더 빠르고, 더 안정적이고, 더 효율적일 수 있다. 2나노 설계는 나노시트 기술을 사용한 반도체 기술의 진보를 상징한다. 2나노미터는 5나노미터 디자인을 발표한 지 채 4년이 안 돼서 개발됐다.
IBM은 손톱만 한 크기의 2나노 칩에 최대 500억 개의 트랜지스터를 집적했다.
트랜지스터가 많다는 것은 프로세서(칩) 설계자가 칩에 보안 및 암호화를 위한 새로운 경로나 AI, 클라우드 컴퓨팅과 같은 첨단 워크로드의 기능을 개선할 수 있는 핵심적인 혁신 기술을 더 많이 넣을 수 있다는 것을 의미한다.
By 김신강 에디터 Shinkang.kim@weeklypost.kr
김현동 에디터 hyundong.kim@weeklypost.kr
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