세계 첫 ‘20㎚갭 기계식 나노집적소자’ 개발

카이스트·나노종합팹센터 공동 개발, 초저가·초저전력·초저탄소 CPU 실현 가능

[아시아경제 최장준 기자] 국내 연구진이 세계 처음으로 반도체기판 대신 값이 싼 유리기판이나 플렉서블플라스틱기판에도 반영할 수 있는 나노집적소자 원천기술을 개발했다.

또 이 나노집적소자로 초저가·초저전력·초저탄소 CPU를 만들 수 있다.

카이스트(KAIST)는 윤준보 교수팀과 나노종합팹센터가 공동연구해 세계에서 가장 작은 이격거리를 지닌 ‘20nm갭 기계식 나노집적소자(3단자 나노전자 기계스위칭소자)’ 개발에 성공했다고 6일 밝혔다.

윤 교수팀은 나노종합팹의 첨단장비·시설 등 설비와 나노 전자기계기술(NEMS)을 써 트렌지스터와 같은 역할을 하면서도 전류가 빠져나가는 걸 막는 ‘기계식 나노집적 소자’를 만들었다.

이 소자는 질화티타늄(TiN)으로 만든 3차원 나노구조물의 기계적 움직임을 통해 전기신호를 통제하고 대기상태에서 전류가 흘러나가는 것을 막는 원리를 갖고 있다.

이 소자를 CPU에 쓰면 1W미만의 대기전력(일반 컴퓨터 평균 3.2W)을 쓰는 CPU도 만들 수 있다.

또 저온공정이 가능해 일반 반도체회로 위쪽에 3차원으로 적층형 집적을 할 수 있다.

특히 단결정 실리콘보다 값이 싼 유리기판이나 휘어지는 플라스틱기판에서도 쓸 수 있어 초저가·초고성능·초저전력의 전자회로를 만들 수 있다.

기계식 나노집적소자를 써 대기전력 1W 이하의 저전력 PC를 만들면 에너지 절감효과는 2010년 1100GWh/년(1210억원), 2020년 6800GWh/년(7480억원)에 이르고 각 53만t, 329만t의 이산화탄소 배출량을 줄이는 효과도 가져올 것으로 보인다.

연구결과는 7일 미국서 열리는 ‘국제전자소자회의’에서 발표될 예정이다.

최장준 기자 thispro@asiae.co.kr