[비즈니스포스트] IBM이 세계 최초로 1나노(㎚) 이하급 반도체 공정 기술 개발에 성공했다.

IBM은 세계 최초로 회로 선 폭 1나노 이하(sub-1㎚) 반도체 칩을 생산할 수 있는 기술인 0.7나노(7Å) 공정 '나노스택' 아키텍처를 개발했다고 25일(현지시각) 밝혔다.

반도체는 내부 연산 소자인 트랜지스터를 작고 촘촘하게 배치할수록 성능이 향상된다. 1나노 이하 기술은 반도체 미세공정에서 한계점으로 여겨져왔다. 

대만 TSMC와 우리나라 삼성전자 등은 2나노급 공정 기술 상용화 경쟁을 벌이고 있다.

IBM은 이같은 기술적 한계를 돌파하기 위해 업계 최초로 3차원 나노시트를 기반하는 칩을 설계하는 나노스택 기술을 개발했다. 

기존 미세공정은 단층 구조의 나노시트를 수평으로 배열하는 방식으로 기술 발전이 이뤄져왔다.

IBM이 개발한 나노스택 설계는 트랜지스터를 수직으로 쌓고 엇갈리게 배치해 3차원 집적이 가능하도록 하는 방식이다. 칩 하나에 더 많은 트랜지스터가 들어갈 수 있다.

또한 쌓인 층마다 서로 다른 재료 조합을 사용할 수 있어, 각 트랜지스터 성능과 전력 효율을 최적화할 수 있다.

IBM은 나노스택 기술을 활용하면 손톱 크기 칩에 1천억 개의 트랜지스터 집적이 가능하다고 설명했다. 

이는 2021년 공개된 IBM의 2나노미터 칩 대비 트랜지스터 밀도가 거의 두 배에 이른다.

IBM은 이를 통해 칩의 연산 성능을 50% 높이거나 전력효율성을 70% 끌어올릴 수 있어 생성형 인공지능(AI) 등 다양한 컴퓨팅을 크게 향상시킬 것으로 내다봤다.

IBM은 이번 기술의 상용화 시점을 5년 뒤쯤으로 내다봤다.

제이 감베타 IBM 연구소장은 "IBM의 최신 칩 기술 혁신이 컴퓨팅 역사에 획기적 순간을 기록하며 나노미터 시대를 넘어 원자 규모로 기술을 확장한다"며 "단순히 트랜지스터 크기를 줄이는 것이 아니라 혁신으로 훨씬 더 강력한 성능과 에너지 효율을 제공한다"고 설명했다. 김환 기자