반도체 공정중 회선폭을 얼마까지 줄일 수 있나요?

Question

지금도 반도체 공정을 발전시켜 회선폭을 2나노 1나노 등으로 계속 줄이고 있는데요. 이렇게 무한정 작게는 만들지 못할 텐데 앞으로 얼마정도까지 회선폭을 줄일 수 있을까요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

반도체 공정에서 회선폭을 줄이는 것은 공정의 기술적 한계와 경제적인 비용 문제에 의해 제한됩니다. 현재 상용화된 반도체 공정에서는 회선폭을 줄이는 것이 어렵고, 보통 5~7나노미터 수준까지만 가능합니다.

그러나 최근에는 더욱 작은 회선폭을 달성하기 위해 연구가 진행되고 있습니다. 예를 들어, 3나노미터 이하의 회선폭을 달성하기 위해 EUV(Extreme Ultraviolet) 노광 기술 등의 새로운 기술이 개발되고 있습니다. 하지만 이러한 기술은 아직 실험 단계에 머물러 있고, 적용하기 위해서는 많은 기술적 문제와 비용적 문제를 해결해야 합니다.

따라서 현재로서는 5~7나노미터 수준까지가 일반적인 상용화된 반도체 공정에서 달성 가능한 회선폭 범위라고 할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.현재 반도체 공정 기술은 극도로 발전하고 있습니다. 이에 따라 회선폭이 더욱 작아지고 있으며, 2021년 기준으로 최첨단 반도체 공정에서는 회선폭이 3나노미터 수준으로 줄어들고 있습니다.

그러나 회선폭을 너무 작게 만들 경우, 양자 역학적인 현상이 나타나면서 에너지의 흐름이 자유롭지 않아지고, 전자의 이동도 제한을 받게 됩니다. 이는 전자기기의 성능을 저하시키는 요인이 될 수 있습니다. 따라서 현재까지는 회선폭을 더욱 더 작게 만들기 위해서는 양자 역학적인 문제를 해결해야 하는 기술적인 한계가 존재합니다.

그렇지만, 이러한 기술적인 한계를 극복하기 위해 연구가 계속되고 있으며, 신소재 및 신기술의 도입 등으로 회선폭을 1나노미터 이하로 줄이는 것이 가능할 것으로 보입니다. 다만, 이러한 기술이 실제로 상용화되기 위해서는 기존 반도체 공정보다 더욱 많은 기술적인 도전과 노력이 필요할 것으로 예상됩니다.