삼성전자와 IBM은 신규 반도체 설계방식 'VTFET'을 발표했다. IBM 제공삼성전자와 IBM은 트랜지스터를 수직으로 쌓아 기존 핀펫(finFET) 공정 반도체 대비 2배의 성능을 구현할 수 있는 신규 반도체 설계방식 'VTFET'(Vertical Transport Field Effect Transistor)을 15일 발표했다.
양사는 VTFET 공정에서 반도체 표면에 트랜지스터를 수직으로 쌓아 전류가 수직 또는 상하로 흐르게 하는 데 성공했다고 밝혔다. 기존의 반도체는 전류가 수평 또는 좌우로 흐른다.
전류 낭비를 줄여 더 많은 전류가 흐를 수 있게 지원하는 이 설계 방식은 기존 핀펫(finFET) 공정으로 제조되는 반도체 대비 2배 성능을 보이거나 전력 사용량을 85% 줄일 수 있다고 IBM은 설명했다.
이로써 손톱 만한 크기 공간에 최대 500억개의 트렌지스터를 쌓는 2나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ) 반도체 구현이 가능해 '반도체 회로 내 집적되는 트랜지스터 수가 2년마다 2배씩 증가한다'는 이른바 '무어의 법칙'을 이어갈 수 있게 됐다.
IBM은 새로운 VTFET 아키텍처가 개발됨에 따라 현행 나노 공정의 한계를 뛰어넘어 반도체 성능 확장을 지속할 수 있고 1주일간 충전 없이도 사용할 수 있는 휴대전화 배터리를 개발할 수 있다고 강조했다.
또 암호화폐 채굴 및 데이터 암호화 등 높은 전력을 필요로 하는 작업의 전력 사용량과 탄소 배출량을 절감할 수 있으며 해양부표, 자율주행차, 우주선 등 더 다양한 환경에서 전력 소비량이 낮은 사물인터넷(IoT)과 에지 기기 운용을 지원할 수 있다고 설명했다.
삼성전자와 IBM은 2015년 업계 최초로 7나노 테스트 반도체 공동 구현을 발표하는 등 10년 넘게 연구 협력을 이어왔다. 이번 VTFET 기술도 양사가 미국 뉴욕 올버니 나노테크 연구단지에서 진행한 공동 연구의 결과다.
IBM은 아울러 이날 삼성전자 파운드리(반도체 위탁생산)에서 5나노 공정에 기반한 반도체를 생산해 자체 서버 플랫폼에서 활용할 예정이라고 발표했다.
무케시 카레 IBM 리서치 하이브리드 클라우드 및 시스템 담당 부사장은 "오늘 발표한 기술은 일상과 비즈니스를 개선하고 환경에 미치는 영향을 줄이는 새로운 혁신을 제공한다"며 "IBM과 삼성은 반도체 설계 부문 혁신은 물론 '하드 테크'를 추구해 나가는 데 함께 노력하고 있다"고 말했다.