빛의 산물이 된, 나노반도체의 미래는 어떤 것일까.

오늘은  반도체, 재료, 및 비즈니스 시장(Business Market) 소식 중,

 

 

IBM, 2나노반도체 첫 개발이라는 간략한 소식입니다. 참조만 부탁드립니다.

 

 

 

 

 

먼저, ASML이라는 회사가 있습니다, 네덜란드의 대단한 기업입니다.

 

 

 

 

반도체 재료인 웨이퍼에 빛을 쬐어 반도체 회로를 형성시키는 설비로서,

 

극자외선 (EUV) 노광장치를 만드는 반도체 장비회사로 상당한 고가 장비입니다.

 

 

 

 

이 장비 제품은 반도체 실리콘 기둥을 슬라이스로 자르면 웨이퍼라는 반도체 판이되는데 이 판에 패턴을 그리는 장비입니다.

 

 

메모리나, CPU, MCU 같은 경우는 높은 전류를 요구하는 칩이 아니기 때문에, 최대한 얇은 선으로 회로를 그릴 수 있습니다.

 

따라서, 그만큼 Chip Size도 줄고, 소비전류가 줄어듭니다.

 

또한, 최대한 얇은 선으로 회로를 그리면 똑같은 판에 만들 수 있는 반도체수가 늘어나며, 생산량이 올라가서 수익도 많아집니다.

 

 

 

 

 

반대로, 전력반도체는 높은 전류를 이용하는 반도체이기 때문에 최대한 얇은 선으로 회로를 그리려면,

 

반도체 재질이 일반 재질이 아닌 열에 강하거나, 전자 정공의 속도가 빠르거나 하는 재질이어야 합니다.

 

 

이러한 전력반도체는 메모리, CPU, 그리고 MCU 반도체와는 다른 개념입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2021년 5월 6일, 미국 IBM이 세계 최초로 2나노미터(nm·1nm는 10억 분의 1m), 나노시트(nanosheet) 기술로 초미세 공정을 적용한 반도체 칩을 공개했습니다.

현재 상용화된 반도체 미세 공정은 5나노인데, 이보다 진일보한 기술을 선보인 것이다. IBM은 지난 2015년 7나노 칩, 2017년 5나노 칩 설계 기술을 업계 최초로 개발한 바 있습니다.

반도체 업계에선 “반도체 성능을 좌우하는 나노단위 미세 공정 기술에서 IBM이 또 한 번 앞서갔다”는 평가가 나왔답니다.

반도체는 나노단위인 회로의 선폭이 좁을수록 저전력·고효율 칩을 만들 수 있답니다.

단위면적당 반도체 구동에 필요한 트랜지스터(전기 흐름을 조절하는 반도체 소자)를 더 많이 넣을 수 있기 때문입니다.

IBM에 따르면 손톱만 한 칩에 7나노반도체의 경우 트랜지스터가 200억 개, 5나노는 300억 개 들어가는데, 2나노 칩은 500억 개를 집적할 수 있습니다.

2나노 칩은 현재 보급되고 있는 7나노 제품보다 정보처리 성능이 45% 뛰어나고 전력 사용량도 75% 줄어든다”면서 “스마트폰에 적용할 경우 배터리 수명이 현재 제품보다 4배 증가할 것”이라고 말했습니다. 

IBM이 이번에 발표한 것은 2나노 기반 반도체를 만드는 데 필요한 핵심 설계 기술입니다.

IBM은 대규모 반도체 생산 설비가 없는 팹리스(반도체 설계 전문 업체)이기 때문에 향후 삼성전자, TSMC 같은 파운드리(위탁 생산) 기업들이 IBM의 칩 설계 기술을 기반으로 반도체 제품을 대량 생산하게 된답니다.

5나노 칩은 지난해 양산이 시작됐고, 3나노반도체는 내년 상용화될 전망입니다.

IBM 리서치의 무케시 카레 부사장은 “2나노칩은 오는 2024년 말쯤 양산이 시작될 것으로 예상한다”라고 했습니다.

출처 – 조선일보

 

 

 

 

 

 

아래 사진은  2 나노미터 트랜지스터 단면도인데요.

 

 

저 개인 생각입니다만, 참으로 예술입니다, 너무 정교합니다.

 

 

 

 

 

2 나노미터 트랜지스터 단면도 /사진제공=IBM,      출처  – Money S