반도체 소자 얼마나 작게 만들 수 있을까?…‘미세화 한계’ 예측 작성일 06-14 49 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST, 트랜지스터 미세화 원자 수준서 분석<br>반도체 소자 제작 전에 예측...전산 설계플랫폼 제시<br>금속 종류와 접촉 구조에 따라 4나노미터까지 줄일수 있어</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="9oopFOOcCf"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="72f0e4e4a921e70deab71b8bb7eb8b298f4f44bba8719c33b2dd8b292cf92d6c" dmcf-pid="2ggU3IIkWV" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="반도체 트랜지스터 미세화 한계를 예측하는 전산 설계 플랫폼 기술을 챗GPT로 그린 일러스트." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/14/dt/20260614133032937gkht.png" data-org-width="640" dmcf-mid="bBzvbYYCTW" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/14/dt/20260614133032937gkht.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 반도체 트랜지스터 미세화 한계를 예측하는 전산 설계 플랫폼 기술을 챗GPT로 그린 일러스트. </figcaption> </figure> <p contents-hash="e0242de9c3287b5895c3977accbebcbc83d6a5114fa3eb2662f4a2cf0237e34a" dmcf-pid="Vaau0CCEC2" dmcf-ptype="general"><br> 국내 연구진이 반도체 칩의 핵심 소자인 트랜지스터를 얼마나 작게 만들 수 있을지 원자 수준에서 예측할 수 있는 설계 기술을 개발했다.</p> <p contents-hash="bba087960a693bd8316acf7f315d3bdc47581da6997981868985d0e232c2cbd4" dmcf-pid="fNN7phhDT9" dmcf-ptype="general">실제 반도체 소자를 제작하기 전에 미세화 한계화와 최적 설계 조건을 예측할 수 있는 플랫폼을 제시한 것으로, 차세대 초미세 인공지능(AI) 반도체 소자 개발에 기여할 전망이다.</p> <p contents-hash="b1163e99d2e3d8bcd88fa22df2f711bf42ed6abe8295bfaf9b4f3e8579dc76e2" dmcf-pid="4jjzUllwhK" dmcf-ptype="general">KAIST는 김용훈 전기및전자공학부 교수 연구팀이 컴퓨터 시뮬레이션을 활용해 트랜지스터 미세화 한계를 분석·예측하는 전산 설계 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다.</p> <p contents-hash="446f8be44a5572e1c37a0a716481a3a4de2506450a36762d320523810f8e6a59" dmcf-pid="8AAquSSrWb" dmcf-ptype="general">트랜지스터는 전류를 켜고 끄는 초소형 스위치로, 반도체 칩 성능과 전력 효율을 결정하는 핵심 부품이다. 트랜지스터를 더 작고 빽빽하게 만들수록 같은 면적에 더 많은 연산을 수행할 수 있다.</p> <p contents-hash="d100172868d922cb7af734702f159aa82a6cfcaae5caf7b9e8330220c3fdc0a6" dmcf-pid="6ccB7vvmTB" dmcf-ptype="general">하지만 트랜지스터 크기가 지나치게 작아지면 양자터널링이 생겨 전류 제어가 어려워진다. 양자터널링은 전자가 원래 통과할 수 없는 에너지 장벽을 뚫고 지나가는 양자역학적 현상을 뜻한다.</p> <p contents-hash="0ba633998d6683594c846a371ba2652fbc45017cb8a6cc5ec548ecfd917a0bb7" dmcf-pid="P66WvaaeCq" dmcf-ptype="general">이 때문에 차세대 반도체 개발은 양자터널링이 발생하는 이전까지 트랜지스터를 얼마나 더 작게 만들 수 있는지 파악하는 일이 중요한 과제였다.</p> <p contents-hash="9a3f6d8feba846a9ae2d8d23846e25a0271700f150851877702b88bc68e2eeac" dmcf-pid="QPPYTNNdCz" dmcf-ptype="general">문제는 현재 기술로 금속 전극과 반도체가 만나는 접촉부를 원자 수준에서 정밀하게 조절하고 정량적으로 분석하기 어려워 트랜지스터 미세화 한계를 직접 확인하기 사실상 불가능하다는 점이다.</p> <p contents-hash="7e1d49fac1035a6d04c903b326a762a74e62a385e804e869ee6d093fbaa917d8" dmcf-pid="xQQGyjjJT7" dmcf-ptype="general">연구팀은 원자와 전자의 움직임을 기본 물리 법칙만으로 계산하는 제1원리 계산(실험 데이터 없이 물질 성질을 계산하는 방법)을 활용해 이를 해결했다.</p> <p contents-hash="cdacb646f87fb48c2ab0088c38c18df49fb2a781e123e980ef507d6d19d78abc" dmcf-pid="yTTexppXvu" dmcf-ptype="general">연구팀은 앞서 개발한 ‘다공간 밀도범함구론’을 기반으로 접촉 저항과 양자터널링 한계를 원자 수준에서 예측할 수 있는 전산 설계 플랫폼을 개발했다. 다공간 밀도범함구론은 금속 전극과 반도체 접촉 부분에서 발생하는 복잡한 양자현상을 정밀하게 분석하는 새로운 이론 계산 체계다.</p> <p contents-hash="4e47a18ea19e196ad75f64bcdfdfa1d7fba528f5a7d92dc47ab8f054ce3d41d4" dmcf-pid="WyydMUUZyU" dmcf-ptype="general">개발된 플랫폼은 반도체 제작 전에 컴퓨터 시뮬레이션으로 소자 성능과 한계를 미리 예측할 수 있다.</p> <p contents-hash="e57184aeeac53b1145f7028444c23a932b3f1b22154df5187d5f93e0656dff70" dmcf-pid="YWWJRuu5hp" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 플랫폼을 차세대 반도체 후보 물질인 단일층 이황화몰리브덴 소자에 적용, 금속 종류와 접촉 구조에 따라 트랜지스터의 미세화 한계가 달라지는 것을 확인했다.</p> <p contents-hash="baa0d6d4782e5f48c6a3c37b0efb997ca5a72313ddca833e45fee853a4af0807" dmcf-pid="GYYie771h0" dmcf-ptype="general">특히 트랜지스터 미세화 한계 지점이 4나노미터 미만이라는 것도 밝혀냈다. 이는 삼성전자와 대만 TSMC가 달성한 2나노미터 수준보다 더 작게 만들 수 있음을 보여준 것이라고 연구팀은 설명했다.</p> <p contents-hash="9dbe4d98d70b75257206ea76a17e88c294eec7ae8f557381981605b96a2ed7c6" dmcf-pid="HGGndzzty3" dmcf-ptype="general">김용훈 KAIST 교수는 “이번 연구는 차세대 트랜지스터가 앞으로 얼마나 작아질 수 있는지를 규정할 새로운 물리적 기준을 제시했다는 데 의미가 크다”며 “삼성전자와 SK하이닉스 등에서 개발하려는 차세대 반도체 소자 설계 실험 플랫폼으로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="f8b20e12b9425272da74119bae5188770ad006b3795cf1e6f77542fc2c4430dc" dmcf-pid="XHHLJqqFTF" dmcf-ptype="general">연구 결과는 계산분야 국제 학술지 ‘엔피제이 컴퓨테이셔널 머터리얼스’ 지난달 28일 온라인에 실렸다.</p> <p contents-hash="3c7cc555d7cd7daf2a099bd9b1c1f853f5b03c689201f752ff2028ef40e1418c" dmcf-pid="ZXXoiBB3Ct" dmcf-ptype="general">이준기 기자 bongchu@dt.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털타임스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 월드컵은 공격, 구독은 수비…4900원 본전뽑는 '체리피커' 06-14 다음 [ZD브리핑] 삼성 16일부터 전략회의...최태원·노소영 재산분할 2차 조정 06-14 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
