IBM의 새로운 칩 기술
현대 생활은 컴퓨터 칩에 새겨진 나노 스케일의 미로 속에서 전자를 얼마나 잘 이동시킬 수 있는지에 점점 더 의존하고 있습니다.
이러한 프로세서는 이제 노트북뿐만 아니라 차량, 온도조절기, 냉장고와 전자레인지에도 사용됩니다.
그리고 팬데믹은 우리가 얼마나 그것에 의존적인지를 보여주었습니다.
수요와 공급망 문제의 변동으로 인한 전세계 컴퓨터 칩의 부족은
현재 장비 제조업체뿐만 아니라 자동차, 진공 청소기 및 열 환기 시스템 제조업체로 확산되고 있습니다.
분명히 우리는 푹 빠져있습니다.
그러므로 기업들이 더 좋고, 더 빠르고, 더 효율적인 컴퓨터 칩을 출시할 때 세계가 주목하는 것은 놀랄 일이 아닙니다.
2021년 5월에는 IBM이 헤드라인을 장식할 차례였습니다.
과거에 모든 컴퓨터의 대명사였던 IBM은 처음으로 2나노미터(nm) 칩을 만드는 과정을 시연했다고 발표했습니다.
IBM은 보도 자료에서 이 새로운 기술이 손톱 크기의 칩에 약 500억 개의 트랜지스터를 생산할 것이라고 발표했습니다.
또한 7nm 칩보다 75% 더 효율적이거나 45% 더 빠른 칩이 제공됩니다.
표면적으로는 IBM이 최고의 칩 기술을 위한 경쟁에서 큰 우위를 점하고 있는 것 같습니다.
Intel의 최신 칩은 10nm 프로세스를 사용하고 TSMC는 7nm 프로세스를 사용합니다.
그리고 여기서 그 회사는 매우 멋지고 놀라운 발전을 이루었습니다.
하지만 팁을 비교하는 것은 복잡합니다.
따라서 전체 그림을 이해하기 위해 뉴스를 좀 더 자세히 분석할 가치가 있습니다.
나노미터에서 나노미터로, 사과에서 오렌지로
컴퓨터 칩의 진보는 오랫동안 나노미터 크기로 측정되어 왔습니다.
각 단계 간격마다 동일한 영역에 더 많은 구성 요소(특히 트랜지스터)가 저장됩니다.
수십 년 전, 나노미터 명명법은 실제로 특정 칩 요소의 크기와 일치했던 때가 있었습니다.
칩 기술이 발전함에 따라, 칩 구성 요소의 측정은 각 세대의 명명 규칙에서 분리되었습니다.
10여 년 전, 칩이 3D 트랜지스터 설계인 FinFET로 큰 도약을 했을 때, 업계에서 노드의 수는 사실상 무의미했습니다.
그것은 꼭대기에 있는 어떤 차원과도 상관이 없었습니다.
어떤 새로운 수치, 즉 숫자의 조합이 진행 상황을 더 잘 반영하는지 현재 논의되고 있습니다.
이것은 또한 꽤 복잡한 것으로 판명되었습니다: 전문가는 평방 밀리미터당 트랜지스터 밀도를 제안합니다.
Intel의 10nm 칩과 TSMC의 7nm 칩을 비교하여 이전 명명 규칙이 얼마나 혼란스러운지 확인해봅시다.
실제로 두 트랜지스터의 밀도는 거의 동일합니다.
Intel의 평방 밀리미터당 1억 개의 트랜지스터가 TSMC의 평방 밀리미터당 9100만 개 이상의 트랜지스터입니다.
IBM은 트랜지스터의 밀도를 명시적으로 발표하지 않았습니다.
그러나 그들이 언급한 "손톱"의 크기를 결정하기 위해 연락을 취한 후, AnandTech는 IBM이 평방 밀리미터당 약 3억 3천 3백만 개의 트랜지스터를 생산할 수 있을 것으로 예상했습니다.
생산은 사실 아무 것도 아닙니다.
그러나 3nm 칩 TSMC가 Apple을 위해 제조하고 있는 미터당 약 3억 개의 트랜지스터를 장착할 수 있어
빠르면 내년에 생산을 시작할 수 있습니다.
나노시트: 무어의 법칙을 따르는 다음 단계?
아마도 가장 중요한 뉴스는 트랜지스터 자체의 디자인일 것입니다.
IBM의 나노시트 또는 게이트 올 라운드 트랜지스터의 새로운 기술은
오늘날의 FinFET 트랜지스터의 후속 기술입니다.
이 회사는 2017년부터 이 기술을 연구해 왔습니다.
FinFET 트랜지스터는 전자 흐름을 제어하는 '게이트'로 둘러싸인 핀 모양의 채널로 구성됩니다.
그러나 IBM의 나노시트 트랜지스터(또는 게이트 올 라운드 트랜지스터)에는 대신 계층화된 채널이 있습니다.
레이어는 겹쳐있고 모든 면이 게이트로 둘러싸여 있습니다.
이 마지막 비트가 가장 중요한 부분입니다.
게이트 올 라운드 트랜지스터는 채널을 통해 전류를 더 잘 제어하고 누출을 방지하며 효율성을 높입니다.
"이것은 매우 복잡한 기술입니다" 라고 새로운 트랜지스터 기술을 전문으로 하는 MIT의 Jesús del Alamo 교수는 말했습니다.
"이것은 미래의 로드맵을 발전시키는 완전히 새로운 디자인입니다."
IBM은 이 기술을 이 수준에서 처음으로 선보였을 수도 있지만, 마지막은 아닐 수도 있습니다. 삼성과 TSMC가 그 뒤를 따를 것입니다."
현재와 미래의 칩 성능을 IBM의 새로운 트랜지스터와 심각하게 비교하는 것은 시기상조이지만 상당한 개선을 제공한다고 말할 수 있습니다.
분석가 VLSI Research의 CEO인 Dan Hutcheson은 무선 IBM의 성능 향상은 실제로 보수적인 것으로 보이며, 이 작업은 "업계의 이정표"라고 말했습니다.
차세대 칩
언제 이 칩으로 기기를 구입할 수 있습니까? 시간이 오래 걸리지 않을 것 같습니다.
IBM은 여전히 칩을 개발하고 있지만 2014년에 칩 제조 사업을 매각했습니다.
이 새로운 기술은 뉴욕 알바니의 한 연구 시설에서 도입되었으며,
생산에 반응하는 칩이 아니라 시연용입니다.
IBM은 향후 몇 년 안에 이 프로세스를 완료하고 Intel 또는 Samsung과 같은 파트너와의 라이센스 계약을 통해 프로덕션 칩으로 전환할 수 있습니다.
그 동안 산업이 침체될 것 같지는 않습니다.
오늘날, 칩 산업에는 일종의 르네상스가 생겨나고 있습니다.
이것은 단지 기존 칩에서 몇 방울을 더 짜내기 위해 몇 십억 달러를 쓰는 것에 관한 것이 아닙니다.
에너지와 혁신은 이 분야를 촉진하고 AI와 같은 특별한 목적을 위한 캄브리아기 폭발적인 디자인을 가져옵니다.
대부분의 일은 대기업 밖에서 일어납니다.
벤처 캐피털은 수년간 신생 기업에 기반을 두고 있습니다. 2020년 한 해에만 400개 이상의 칩 회사가 120억 달러 이상을 투자 받았습니다.
그래서 올해는 반도체 가뭄에도 장마철이 다가오고 있는 것 같습니다.
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