반도체 미세공정의 물리적 한계 도달 시점은?

Question

반도체의 공정 선폭이 원자 크기에 가까워지고 있다고 합니다. 실제로 물리적 한계에 도달하게 되면 어떤 새로운 기술들이 이것을 대체할 수 있을까요?

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

선폭이 원자 수준에 가까워지면 누설전류 양자 터어링으로 기존 CMOS 미세화는 한계에 도달합니다 이를 대체 본완하기 위해 GAA 나노시트 3D 적층 신소자 그리고 뉴로모픽 양자 컴퓨팅 같은 새로운 계산 패러다임이 연구되고 있습니다 더 작게 보다 더 다르게 만드는 방향으로 진화합니다

Answer 2

안녕하세요. 박재화 박사입니다.

반도체 미세공정 수준이 1~2 nm 수준이라고 하죠. 물리적으로 한계에 매우 근접하다고 볼 수 있습니다. 원자가 0.1 nm 정도 되거든요 사이즈가.

이걸 극복하려고 다양한 시도들을 하는데, 엔비디아와 관련된 HBM이 이것과 관련된 것이라고 볼 수 있죠. 즉, 사이즈를 더 줄일 수 없으니, 적층을 한다던지, 칩을 분할해서 설계하는 등의 시도들이 이루어 지고 있다고 볼 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요.

현재 반도체 미세공정이 1~2 nm 급 수준이죠. 원자 크기가 1 옹스트롱인데, 이게 0.1 nm 사이즈 입니다. 거의 원자 크기 수준이긴 하죠.

많은 분들이 실질적 물리 한계에 근접했다고 얘기하십니다. 원자 단위에서는 터널링이나 변동성, 열 잡은 같은 것 때문에 기존의 CMOS 스케일리은 더 이상 유효하지가 않아요.

그래서 현재 대안으로 GAA나 CFET 이후 3D 적층 구조 HBM이라고 유명하죠 요즘. 그런 것들이 대안으로 제시되고 있습니다.

더 작게 만드는게 힘드니 다르게 구성을 해보려는 거죠.

감사합니다.