삼성-IBM, 반도체 성능 2배 향상 가능한 기술 'VT펫' 공개

VT펫 웨이퍼

[아시아경제 정현진 기자] 일주일간 배터리 충전을 하지 않아도 휴대폰을 사용할 수 있는 일이 수년 내 가능할 것으로 전망된다.

삼성전자와 IBM은 이를 구현할 수 있도록 반도체 성능을 기존보다 2배까지 향상시키거나 전력 사용량은 85%나 낮출 수 있는 새로운 반도체 디자인을 15일 공개했다. 반도체 회로 내에 전류 흐름을 담당하는 트랜지스터의 물리적 한계를 해결해 기술을 한층 끌어올릴 수 있는 설계로 혁신을 통해 반도체 발전의 미래상을 선보였다.

삼성전자와 IBM이 이날 공개한 기술은 수직 트랜지스터 아키텍처를 활용한 신규 반도체 디자인 ‘VTFET(VT펫)’이다. 반도체에 있는 트랜지스터는 반도체를 구성하는 주요 소자로, 전류의 흐름을 조절해 증폭하거나 스위치 역할을 하는데, 종래에 반도체 표면에 나란히 놓았던 트랜지스터를 수직으로 쌓을 수 있도록 해 옆으로만 흘렀던 전류를 위 아래로도 오갈 수 있게 한 기술을 내놓은 것이다.

반도체가 고도화될수록 더 많은 트랜지스터는 한정된 면적에 들어가야 해 물리적 한계가 발생하게 된다. 이에 반도체 회로 내 집적되는 트랜지스터의 수가 2년마다 두 배씩 증가한다는 ‘무어의 법칙’이 최근 한계에 직면한 바 있다. 이번에 삼성전자와 IBM이 공개한 VT펫 기술로 한정된 면적 안에 더 많은 트랜지스터를 넣을 수 있고 트랜지스터의 전류 낭비도 줄어 반도체의 성능은 한층 더 높일 수 있게 된다.

이렇게 되면 나노 공정의 한계를 뛰어넘어 반도체 성능을 지속적으로 확장해나갈 수 있다. 실질적인 측면에서는 일주일간 배터리를 충전하지 않아도 휴대폰 사용이 가능한 반도체를 만들 수 있고 암호화폐 채굴이나 데이터 암호화와 같은 높은 전력이 필요한 작업의 전력 사용량이나 탄소 배출량도 줄일 수 있게 된다. 전력 소비량이 낮은 사물인터넷(IoT)과 에지 기기를 지속적으로 확대해 자율주행차나 우주선 등에서도 사용할 수 있도록 지원할 수 있을 것으로 IBM은 내다봤다.

이 기술은 아직까지 상용화된 것은 아니다. 삼성전자와 IBM이 미국 뉴욕 올버니 나노테크 연구단지에서 공동 연구를 통해 확보한 결과물로 향후 이에 대한 연구가 추가로 이뤄질 것으로 전망된다.

한편 IBM은 삼성전자가 5나노미터(㎚·1나노미터=10억분의 1m)의 IBM 반도체를 생산할 예정이라고 밝혔다. 이렇게 생산된 반도체는 IBM 서버 플랫폼에 활용될 것으로 예상된다.

정현진 기자 jhj48@asiae.co.kr